Brevet FR2455544A1 — publié le 19801128

a - TITRE DE L'INVt-NTION PROPULSEIUR EN MILIEUX FLUIDES b - La présente invention concerne un propulseur rotatif pour les navires, les aéronefs, les hélicoptère les avions, ainsi que les engins d'attaque comme les torpilles. c - Le seul dispositif connu de ce genre est l'hélice. Le propulseur objet de la présente invention présente sur l'hélice l'avantage d'un rendement incomparablement supérieur. d - Sur les navires dotés d'appareils moteurs n turbines, le propulseur permet de supprimer le démultiplicateur de vitesse placé entre la turbine et l'hélice. Le propulseur est alors entraîné directement par la turbine tournant & sa vitesse normale, e - Le propulseur rotatif objet de la présente invention comprend r l'arbre moteur I sur lequel eat claveté le manchon 2 par une clavette 7 représentée Blanche II - 6 ainsi que Fig 2 P1 Vl - 6. Un cylindre 5 assemblé aux flasques 8 et 9 forme le corps du propulseur qui transmettra la poussée à l'arbre moteur 1. la flasque 8 est représentée Pl V -6. la flasque 9 est représentée P1 IV - 6 Fig 1. Des cloisons radiales 6 s'encastrent dans les rainures ménagées dans les flasques 8 et 9, dans le cylindre 5 et dans le manchon 2, pour former un ensemble rigide fixé à l'arbre moteur 1. La Fig 2 Fl IV - 6 est une coupe suivant CC montrant le profil des rainures de la flasque 9 pour faciliter la mise en place de cette flasque 9 après que toutes les cloisons radiales 6 ont été engagées dans l'ensemble formé par le manche 2, la flasque 8 et le cylindre 5. La flasque 9 est maintenue pur l'arbre moteur 1 par l'écrou 4 et le contre écrou 3. L'écrou 4 et son contre écrou sont représentés P1 Vl - 6 Fig 3 et Fig 4.Une cloison radiale 8 est représentée P1 Vl - 6 Fig 1. Quand l'arbre moteur est en rotation, le fluide contenu dans le corps du propulseur, par l'effet de la force centrifuge, exerce une pression sur la flasque 8, pression qui constitue la poussée transmise à l'arbre moteur 1. Cette description du propulseur n'est pas limitative. Les flasques 8 et 9 peuvent varier de forme, ainsi que les cloisons radiales 6, qui peuvent être incurvées dans le seno radial. La flasque 9 peut comporter des ouvertures permettant au fluide de la traverser. Le cylindre 5 peut être percé de fentes longitudinales, de fentes transversales et de fentes dont l'inclinaison peut varier entre les inclinaisons extrêmes, appelées ici transversales et longitudinales. CALCUL DE LA POUSSEE Le équations du mouvement t'une particule de fluide prise a la distance R de l'ase de rotation du propulseur sont t X, Y, Z étant les coordonnées de la particule b l'instant t. t étant l'instant initial. e W étant la vitesse angulaire du propulseur. W étant la vitesse de déplacement du propulseur parallblement & son axe de rotation. On tire de ces équations t Désignant par l'accélération de la particule il viens Un cube de fluide de 1 centimètre d'arête se trouve sounis à une force F ayant pour expression t m étant la masse unitaire, c'est b dire la masse d'un volume de 1 centimètre cube de fluide. Désignant par j le poids de l centimètre de fluide on aura g = J , g étant 1 'accélération J IZR de la pesanteur. Donc 5 . On peut as'mettre que pendant un instant très court dt, le volume de fluide contenu dans un cube de 1 centimètre d'arête ne varie pas. On peut alors traiter ce cube de fluide de de 1 centimètre d'arête comme s'il était solidifié. Alors ce cube de fluide placé contre la flasque 8 du propulseur exercera une pression ayant pour expression car le fluide contenu dans ce cube tend & BR du cube de fluide considéré de 1 centimètre d'ar8te. Considérons dans la flasque 8 une couronne élémentaire de surface dS, de rayon R et de largeur dR.Cette surface dS a pour expression Su cette aurface dS s'exerce une pression J étant le poids de un centimètre cube de fluide. la flasque 8 supporte une poussée d P ayant pour expression t g iP 2P J St Soit la distanceu bord inférieur de la flasque 8 i I'sxa de rotation du propulseur, il vient t Z Lc3 P a, e - 3 m ~ e 3) 3 Si on prend comme unité de longueur le mètre on r t J I poids de un mètre cube de fluide. B et étant exprimés en mètres. APPLICATION. Propulseur ayant les caractéristiques suivantes s diamètre du cylindre 5 s un mètre. Largeur de la flasque s s 0,30 mètres R - 0,50 mètres. 1 0,20 mètres. Désignant par N le nombre de tours par minute; par P la poussée en Kgs; par V la vitesse de déplacement du propulseur en mètres seconde; par F la pression par centimètre carré; par q le puissance fournie au propulseur en kilogramètres p par secondez par Q la puissance fournie au propulseur en chevaux; on obtient les résultats indiqués dans le tableau suivant où les quatre premières lignes concernent le fonctionnement dans l'eau, et la cinqiièie ligne le fonctionnement dans l'air t t R t 1 t N t q t Q 0,5 0w2 3000 2465329 30 38048211 507309 0,5 0s2 3000 2465329 50 63413685 84551S 0,5 0,2 10000 27392547 30 422757943 5636772 0,5 0,2 10000 27392547 50 704596572 9294620 0,5 0,2 3000 25501 450 11475450 153008 Pour le fonctionnement dans l'eau, c'est & dire pour les quatre premières lignes du tableau la vitesse V est exprimée en noeud. Pour le fonctionnement dans l'air, cinquième ligne du tableau, la vitesse Y est exprimée en mètres par seconde. Pour le fonctionnement dans l'eau le nombre de tours par minute N d'une hélice est liai té par le phénomène de cavitation. Pour un propulseur fonctionnant dans l'eau le nombre de tours par minute N n'est pas limité par la cavitation, et son rendement demeure voisin de 1. On peut donc obtenir avec un propulseur des poussées qu'il est impossible d'atteindre avec une hélice de même diamètre. Le tableau donne les chiffres obtenus pour les valeurs de N 3000 et 10000 tours par minute, et pour les vitesses V de 30 noeuds et de 50 noeuda. NOMENCLATURE DES FIE CES COMPOSANT LE PROPULSEUR. 1 - Arbre moteur du propulseur. a - Manchon claveté sur l'arbre moteur 1 et sur la flasque 9. S - Contre écrou de fixation de la flasque 9 sur l'arbre moteur 1. 4 - Ecrou de fixation de la flasque 9 sur l'arbre moteur le 5 - Cylindre formant le corps du propulseur, contenant les cloisons radiales 6. 6 - Cloisons radiales, enclavées dans le cylindre 5, dans les flasques 8 et 9 et dans le manchon 2. 7 - Clavette rendant solidaire de l'arbre moteur 1, le manchon 2 et la flasque 9. 8 - Flasque assemblée par des vis 10 au cylindre 5. 9 - Flasque solidaire de l'arbre moteur 1. 10 - Vis d'assemblage du cylindre 5 et de la flasque 8. Ces vis, après serrage & bloc, sont matées du côté flasque 8. Leur nombre est fixé en fonction du diamètre du cylindre 5 et -de la flasque 8. EQUl UBRAGE L'ensemble du propulseur entièrement monté subit un équilibrage dynamique, afin de rapprocher le plus possible l'axe d'inertie en rotation libre, de l'axe de rotstion de l'arbre moteur 1. MONTAGE DU PROPULSEUR. Assembler le cylindre 5 avec la flasque 8. Enfiler le manchon 2 sur l'arbre 1 Dans ces opérations mettre en concordance les rainures destinées & recevoir les cloisons radiales 6. Enfiler ensuite toutes les cloisons radiales 6 dans leurs logements ainsi préparés. Enfiler la flasque 9 sur le manchon 2 en engageant les cloisons radiales 6 dans les encoches de la flasque 9. Mettre en place écrou 4 sur l'arbre 1g le serrer & bloc. f - Le propulseur en milieu fluide peut être utilisé non seulement pour pro pulser les navires, les aéronefs, les avions, les torpilles mais également & BR l'état statique pour créer un courant de fluide sur un obstacle dont on veut étudier la résistance à l'avancement dans ce fluide t cas des automobiles z cas des modèles de navires dans les bassins de carènes ; cas des avions en chambre d'essais. I1 peut encore servir de ventilateur pour obtenir un courant d'air n'importe où. REVENDIGATION . 4~Propulseur rotatif pouvant tourner à une vitesse angulaire illimitée, sans que se produise & l'intérieur des phénomènes de cavitation, avec un rendement très voisin de 1. Constitué par un cylindre limité à ses extrémités par deux flasques circulaires, le tout contenant des cloisons radiales encastrées dans le cylindre et dans les flasques formant un ensemble rigide monté sur l'arbre moteur du propulseur.