Brevet FR2412693A1 — publié le 19790720

On sait qu'une hélice est formée de pales équidistantes angulairement entre- elles. On sait également que les pales d'une hélice sont formée d'une surface d'hélicorde correspondant à une fraction de pas, à laquelle on adonné l'épaisseur nécessaire et qu'elles sont normalement identiques et parfaitement équilibrées relativement à leur centre de rotation. L'invention a pour objet une hélice bipale dans laquelle une pale a la fonction d'hélice proprement dite tandis que l'autre a essentiellement la fonction d'équilibrage dynamique. Selon l'invention, l'hélice est formee de deux corps reliés entre eux de n'importe quelle façon appropriée, prenant l'aspect et la structure d'un corps pratiquement unitaire de formes et de dimensions notablement différentes. En particulier, une pale est formée soit d'un corps ayant une surface de préférence plane et relativement grande, soit d'un corps émettant un ou plusieurs jets de fluide à grande vitesse et suivant des directions appropriées, éventuellement réglables et dans les deux cas, elle a pour fonction principale d'accomplir un mouvement rotatif hélicoïdal autour de l'axe de rotation, l'autre pale ayant, par contre, la forme et la surface les plus diverses et ayant une masse et une disposition telles qu'elle puisse équilibrer dynamiquement la première pale. A la suite des expériences effectuées avec un type d'hélice bipale à pales asymétriques dont une pale a une surface plane et relativement grande, on a constaté qu'en vue d'un bon rendement, il suffit que les deux pales, lors de la rotation, soient équili- brées dynamiquement autour de l'axe de rotation qui se situe entre le centre de gravité de la partie à pale proprement dite et le centre de gravité de la partie d'équilibrage. Selon l'invention, la forme et la surface de la partie duéquiii- brage sont indépendantes de toute fonction autre que celle qui consiste à équilibrer dynamiquement l'autre partie tandis que la partie qui a la fonction principale de soutien et/ou d'avancement a une forme qui n'est pas strictement liée à un profil quel qu'il soit. Autrement dit, cette dernière partie a une forme quelconque aussi bien pleine que munie de fentes ou d'ouvertures, du moment que dans l'ensemble la surface peut recevoir ou imprimer une poussée telle qu'elle effectue un mouvement rotatif hélicoldal et équilibre dynamiquement celle de l'autre partie. L'invention est illustrée purement à titre d'exemple par les dessins schématiques sur lesquels la figure 1 est une vue frontale de l'hélice bipale selon 1' invention et, la figure 2 une vue de profil correspondante; les figures 3 et 4 montrent, de profil et en plan, une variante dans laquelle deux hélices bipales sont accouplées. Comme on peut le voir par les dessins et en particulier par les figures 1 et 2, l'hélice bipale selon l'invention est essentiellement formée de deux corps indiqués par les références générales 1 et 12, reliés entre eux de n'importe quelle façon appropriée. Sur le dessin, la partie 11 de l'hélice bipale est représentée avec une surface de type elliptique, indiquée en 13, m- nie d'une nervure de raidissement 14 5 T1 faut tenir compte du fait que la nervure de raidissement n'est pas strictement indispensable étant donné que si la matière qci constitue la surface 13 de la partie 11 de l'hélice bipale est suffisamment rigide pour supporter les efforts auxquels elle sera soumise, la nervure 14 n'est pas nécessaire. Evidemment, dans la construction, on adoptera de préférence cette nervure étant donné qu'telle permet de donner de la robustesse à la partie ll et en même temps de maintenir une légèreté suffisante. La partie 12, d'autre part, qui est celle qui porte une charge éventuelle, a une forme quelconque et la seule caractéristique est que le poids de la partie 12 doit être tel que le centre de rotation de l'ensemble de la partie 11 et de la partie 12 se trouve dans une zone comprise entre le centre de gravité de la partie li en elle-même et le centre de gravité de la partie 12.Si on laisse tomber librement un corps présentant la conformation représentée par les dessins et décrits ci-dessus, ce corps, après un premier parcours initial de chute, y compris reciligne, prend un mouvement rotatif hélicoïdal dû au fait que l'ensemble des deux parties 11 et 12 se dispose suivant un axe qui passe par le centre dynamique de rotation de 1' ensemble. Pendant la chute et plus précisément dans la partie de chute où l'ensemble de l'hélice bipale prend un mouvement rotatif hélicoidal, il se produit un ralentissement de la chute jusqu'à ce que soit atteint et maintenu un mouvement pratiquement uniforme qui est fonction de la surface de la partie il susdite relativement à la masse de la partie 12. Comme on l'a indiqué, l'axe passant par le centre de rotationde l'ensemble s'identifie à l'axe de l'hélicoide engendré par le mouvement rotatif hélicoïdal pendant la chute libre de l'ensemble. Naturellement, si au lieu de faire tomber par gravité l'hélice bipale on la met en mouvement au moyen d'un moteur ou autrement, cette hélice pourra se visser d'une certaine façon dans le fluide dans lequel elle est plongée et, si la partie 11 est articulée relativement à la partie 12 de façon que l'on puisse faire varier son incidence longitudinale et/ou transversale, ce vissage engendrera un déplacement dans le fluide dans n'importe quelle direc tison, y compris une direction préétablie. I1 faut signaler que selon l'invention le poids de la partie 12 doit être appliqué de façon telle que dans le cas d'une chute libre dans tenir, l'axe longitudinal de la partie 11 présente ou puisse prendre une-inclinaison appropriée relativement à un plan horizontal, la partie 12 étant orientée vers le bas et que simultanément, l'axe transversal de la partie 11 présente ou puisse prendre, relativement à un plan horizontal, une inclinaison appropriée, telle que le bord d'entrée soit tourné vers le bas. En ce qui concerne la nervure 14 du bord d'attaque, celle-ci peut être éliminé comme on l'a dit si la matière dont est formé le corps 11 est suffisamment rigide. On obtient en tout cas les meilleurs résultats si, vers le bord de fente, il n'existe pas de nervures. Dans des expériences effectuées, on a trouvé que le renforcement de la partie 13 peut être réalisé avec des nervures disposées à partir du bord d'attaque et aussi bien continues que discontinues, ces dernières étant disposées parallèlement au bord d'attaque ou étant courbes et dirigées vers le milieu de la partie 13. I1 faut signaler que deux ensembles comme celui que représentent les figures 1 et 2 peuvent être reliés entre eux, par exemple comme l'illustrent les figures 3 et 4, c'est-à-dire qu'il est possible de coupler deux hélices bipales de façon que les axes de leurs masses d'équilibrage coïncident et soient dans le prolongement l'un de l'autre Si l'élargissement alaire 15, 16 de chacune des deux hélices bipales est orienté dans le même sens, c'est-à-dire si les axes longitudinaux des corps 18 et 19 colncident de la façon représentée par la figure 4, le centre dynamique de rotation de l'ensemble se déplacera sur l'axe joignant les deux corps 15-18 et 16-19 et l'ensemble de ces deux hélices bipales aura un mouvement correspondant pratiquement à un roulement de l'ensemble autour de l'axe longitudinal sur lequel sont situés les deux corps.Comme on l'a dit, le mouvement sera un mouvement de roulement autour de l'axe longitudinal et, toujours si on laisse tomber librement l'ensemble, cette rotation autour de son axe longitudinal fera descendre graduellement l'ensemble, en fonction, naturellement, de la largeur des surfaces 15 et 16 qui seront de préférence égales.De façon analogue, une rotation de l'ensem- ble autour de l'axe longitudinal que l'on peut indiquer par la référence 20 causera un déplacement de l'ensemble et de la charge qui lui est éventuellement reliée, dans le milieu fluide à l'inte- rieur duquel l'ensemble se meut. Comme on le voit par ce qui précède, la caractéristique principale de l'hélice bipale asymétrique est de comporter deux corps qui ont une forme différence l'une de l'autre et sont reliés de manière à constituer un ensemble unique, ces deux corps plongés dans un fluide, recevant une poussée telle que la résultante des forces qui agissent sur l'un et sur l'autre passe par le centre dynamique de rotation du corps et détermine une rotation du corps dans son ensemble dans le cas ot les deux parties sont reliées rigidement, et de la partie 11 seulement dans le cas ou les deux parties sont articulées entre elles, autour de cette résultante.Si l'on réunit les deux parties de façon que les masses d'équilibrage soient adjacentes et que les élargissements alaires soient orientés dans le même sens, le corps dans son ensemble, ou les différentes parties 11, au lieu d'avoir un mouvement hélicoi- dal de l'axe longitudinal, auront de préférence un mouvement rotatif autour de cet axe. L'hélice selon l'invention peut servir à faire descendre graduellement, en des lieux préétablis, par exemple des feux de Bengale pour éclairer une zone déterminée, ou bien elle peut servir à créer des effets, par exemple publicitaires, ayant un relief particulier. Evidemment, l'utilisation d'une telle hélice dans les jouets est immédiate et extrémement facile et elle peut aussi être utilisée en tant que corps par ellè-même, par exemple à des fins publicitaires, ou encore, servir à créer des écrans contre les rayons qui peuvent être réfléchis et/ou diffusés par ces hélices. La descente graduelle et préalablement calculée du corps permet d'utiliser l'invention dans les secteurs les plus divers. D'autre part, si l'on accouple l'hélice à un moteur quelconque, cette hélice, en vertu de ses caractéristiques, aura un effet particulierement intéressant et en même temps, garantira un séjour assez notable du corps appliqué à celle-ci au milieu du fluide qui l'entoure. Si, d'autre part, l'hélice à pales asymétriques est réalisée de façon que le corps ayant pour fonction d'effectuer un mouvement rotatif hélicoïdal autour de l'axe de rotation émette un ou plusieurs jets de fluide dans des directions appropriées, éventuellement réglables, on aura les mêmes effets qui caractérisent le premier type d'hélice déjà décrit. D'autre part, si l'on applique convenablement sur un axe une ou plusieurs hélices éventuellement décalées angulairement dans le même plan ou dans des plans différents, on pourra tirer un parti efficace de l'énergie des courants naturels ou artificiels de fluides. On a décrit et représente l'invention uniquement à titre dv exemple non limitatif, mais évidemment on pourra y apporter les modifications de caractère concret qui pourront être suggérées par la technique et par la mise en oeuvre pratique, sans sortir par ailleurs du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 - Hélice bipale à pales asymétriques, caractérisée par le fait qu'elle est constituée par deux corps reliés entre eux de n'importe quelle façon appropriée, prenant éventuellement la structure d'un corps pratiquement unitaire dont 1s forme et la dimension sont indépendantes, l'un des corps ayant une surface de préférence plane et relativement grande et ayant pour fonction principale d'effectuer un mouvement rotatif hélicoïdal autour de 1' axe de rotation, tandis que l'autre corps, qui peut prendre n' m- porte quelle forme, a la masse et la disposition voulues pour pouvoir équilibrer dynamiquement le premier. 2 - Hélice selcn la revendication 1, caractérisée par le fait que les deux corps scnt des pales et que la pale qui a pour fonction principale d'efIecuer rul mouvement rotatif hélicoïdal émet un ou plus leurs jets de fluide à grande vitesse suivant des directions appropriées éventuellement réglables. 3 - Helice selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée par le fait que la partie de corps qui joue le rôle de pale présente une surface entière ou discontinue, lisse ou rugueuse et/ ou munie de renforts aussi bien continus que discontinus, aussi bien parallèles au bord d'entrée qu'inclinés ou courbés relativeinent à celui-ci. 4 - Hélice selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les deux corps sont reliés rigidement entre eux dans le même plan ou dans des plans faisant préalablement un angle entre eux de sorte que dans la chute libre, il se produit une inclinaison simultanée, d'une part de l'axe longitudinal de l'ensemble vers le bas, du côté où agit le corps d'équilibrage, d'autre part, de l'axe transversal de l'ensemble de façon que le bord d'attaque soit orienté vers le bas. 5 - Hélice selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisge en ce que les deux corps sont convenablement articules entre eux de telle sorte qu'en chute libre, seulement pour le corps qui a pour fonction d'effectuer un mouvement rotatif hélicoidal, il se produit simultanément une inclinaison de son axe longitudinal vers le bas du côté où agit le corps d'équilibrage, d'autre part, une inclinaison de son axe transversal de façon que le bord d'entrée soit orienté vers le bas. 6 - Hélice selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que l'on dispose deux hélices coaxialement de façon que les deux axes longitudinaux colncident, le centre de rotation de l'ensemble se plaçant sur l'axe longitudinal au point d'opposition des deux corps d'équilibrage. 7 - Hélice bipale à pales asymétriques, caractérisée par le fait qu'elle comporte plusieurs hélices décalées angulairement dans le même plan ou dans des plans différents d'un même axe.