Brevet FR2600971A1 — publié le 19880108

Pale d'hélice marine, La présente invention concerne une pale d'hélice marine. Pour définir une pale d'hélice, on détermine des sections cylindriques développées de la pale et une telle section est généralement obtenue par la combinaison d'une loi de demi-épaisseur et d'une loi de ligne moyenne. La figure 1A représente, dans un système de coordonnées rectangulaires x, y, un exemple -de courbe (a) représentant une loi de demi-épaisseur d'une section cylindrique de pale. La figure 1B donne un exemple d'une courbe (b) définissant la loi de la ligne moyenne ou cambrure. A partir de ces deux courbes (a) et (b), on détermine le profil d'une section cylindrique développée d'une pale d'hélice. La figure 1C montre un tel profil. Les lignes (c) et (d) délimitant le profil sont obtenues en reportant au-dessus et au-dessous de la courbe b de ligne moyenne, perpendiculairement à elle et en tous les points la longueur correspondant à l'ordonnée yO de la courbe (a) (figure la) pour le point d'abscisse xO, correspondant. Le segment situé sur l'axe des abscisses x, allant de l'abscisse 0 jusqu'à l'extrémité du bord de fuite du profil, d'abscisse 1, est appelé corde du profil. Le but de l'invention est de permettre, pour une masse donnée de matière et dans des conditions de fonctionnement données correspondant à un certain nombre de cavitatior, d'augmenter l'angle d'incidenceg( pour lequel apparait le phénomène de cavitation. L'angle d'incidence i , voir figure 1C, est l'angle que fait la vitesse V de l'eau, avec la corde du profil. On sait que l'absence de cavitation est bénéfique à la fois pour la discrétion acoustique, la durée de vie et le fonctionnement de l'hélice. L'invention permet donc une plus grande variation d'incidence par rapport aux profils connus de type NACA (figure 3) pour une même masse de matière, au moins à partir d'une certaine valeur, d'ailleurs faible, du nombre de cavitationg. L'invention a ainsi pour objet une pale d'hélice marine dont la forme de la courbe représentative.de la loi de demi-épaisseur, représentée dans un système d'axe de coordonnées rectangulaires dont le vecteur unité sur les deux axes a le même module, d'une section cylindrique développée de ladite pale, dont la corde est prise comme unité de longueur et située sur l'axe des abscisses, et orientée de telle sorte que du côté du bord d'attaque l'extrémité de ladite corde a comme abscisse 0, est caractérisée par le fait qu'elle comporte un point d'ordonnée maximale y max d'abscissex max comprise entre 0,15 et 0,45, suivi d'un premier point d'inflexion, puis d'un deuxième point d'inflexion d'abscisse comprise entre 0,4 et 0,7, aucun point d'inflexion n'existant entre l'abscisse 0 et l'abscisse x max. L'invention va maintenant être décrite en référence au dessin annexé dans lequel Les figures 1A, 1B et 1C déjà décrites, donnent respectivement une courbe de demi-épaisseur, une courbe de ligne moyenne et le profil correspondant d'une section cylindrique développée d'une pale d'hélice conforme à l'art antérieur. La figure 2 représente, dans un système de coordonnée x, y, une courbe de loi de demi-épaisseur permettant de réaliser un profil de section cylindrique développée d'une pale d'hélice marine selon l'invention. La figure 3 représente un profil de section cylindrique développée d'une pale d'hélice connue du type NACA. La figure 4 représente un premier profil d'une section cylindrique développée d'une pale d'hélice selon l'invention. La figure 5 représente un deuxième profil d'une section cylindrique développée d'une pale d'hélice selon l'invention. La figure 6 donne les courbes d'incidence X en degrés d'apparition de la cavitation en fonction du nombre de cavitation, pour chacun des trois profils représentés figures 3, 4 et 5. La figure 2 montre ainsi la loi de demi-épaisseur selon l'invention permettant, en association avec une loi de ligne moyenne de type connu, de définir un profil de section cylindrique développée de pale d'hélice marine. Cette courbe comporte un point f d'ordonnée maximale Y max dont l'abscisse x max est comprise entre 0,15 et 0,45. Vient ensuite un premier point d'inflexion g suivi d'un deuxième point d'inflexion h dont l'abscisse xem est comprise entre 0,4 et 0,7. Aucun point d'inflexion n'est situé entre l'abscisse 0 et x max. Le bord d'attaque a pour abscisse 0 et le bord de fuite 1 de manière à définir la loi de manière adimensionnelle. Le point f permet d'obtenir une répartition de pression telle que la pression de vapeur saturante est atteinte pour de fortes incidences. Le point g permet de rattraper le surplus de matière introduit sur la partie amont par un effet d'amincissement. La combinaison des deux points est réalisée de façon à ne pas atteindre le décollement de la couche limite. La figure 3 montre un profil de section cylindrique développée de type NACA connu. Les figures 4 et 5 donnent deux exemples précis de profils de section cylindrique développée conformes à l'invention. Les courbes de la figure 6 permettent de comparer pour les trois profils des figures 3, 4 et 5 l'angle d'incidence i d'apparition de la cavitation en fonction du nombre de cavitationO-. La courbe i correspond au profil connu de la figure 3, la courbe j au profil de la figure 4 et la courbe k au profil de la figure 5. REVENDICATIONS 1/ Pale d'hélice marine dont la forme de la courbe représentative de la loi de demi-épaisseur, représentée dans un système d'axes de coordonnées rectangulaires x, y dont le vecteur unité sur les deux axes a le même module, d'une section cylindrique développée de ladite pale dont la corde est prise comme unité de longueur et située sur l'axe x des abscisses et orientée de telle sorte que du côté du bord d'attaque l'extrémité de ladite corde a comme abscisse 0, est caractérisée par le fait qu'elle comporte un point (f) d'ordonnée maximale y max d'abscisse x max comprise entre 0,15 et 0,45 suivi d'un premier point (g) d'inflexion puis d'un deuxième point (h) d'inflexion d'abscisse comprise entre 0,4 et 0,7, aucun point d'inflexion n'existant entre l'abscisse 0 et x max. 2/ Pale d'hélice marine selon'la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte une section cylindrique développée conforme à la figure 4. 3/ Pale d'hélice marine selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte une section cylindrique développée conforme à la figure 5.