În construcția de nave , o elice este un mijloc de propulsie cel mai adesea utilizat pentru deplasarea vehiculelor marine sau de apă dulce, cum ar fi bărci și submarine .
În Franța, promovarea propulsiei navelor de către elice este atribuită inginerului francez Frédéric Sauvage care a efectuat primele sale experimente în 1832.
În străinătate, norocul ar vrea ca în timpul lucrării sale desfășurate din 1835 pe acest mod de propulsie, Francis Pettit Smith , un fermier și inventator englez, să-și rupă o bucată din elice în timpul unui test, care a dat imediat rezultate mai bune decât cu întregul prototip. . FP Smith și John Ericsson , un inventator suedez care a colaborat cu el, au contribuit la dezvoltarea propulsiei cu elice mai întâi în Statele Unite, apoi în Anglia, Suedia și Franța.
În multe țări elicele sunt numite șuruburi, elice cu șurub în engleză. Contrar credinței populare, propulsia cu elice este rezultatul unui impuls „așa cum o face o minge de tenis pe o rachetă, nu o acționare ca un șurub”. Pentru elicele scurte, viteza apei din spatele elicei este în concordanță cu rezultatele descrise de cercetările lui Morosi și Bidone : puțin mai puțin de două ori viteza pe care o ar oferi o elice lungă, așa cum a fost proiectată înainte de 1837.
Funcția elicei este de a accelera o masă de apă pentru a crea o forță de propulsie. Pentru a produce această forță, elicea poate fi proiectată mare și se rotește încet, sau mică și se rotește mai repede. Teoria mecanică termodinamică și fizică a elicei este predată în hidrodinamică.
Există alte mijloace moderne de propulsie, cum ar fi sistemul Voith Schneider . Acestea nu sunt propulsoare care primesc un impuls ca elicele, ci sisteme conduse ca roțile cu palete în trecut. Aceste sisteme sunt foarte practice în manevrele de port prin ușurința de orientare a jetului. Turbinele centrifuge sunt puțin folosite, eficiența lor fiind mai puțin bună.
Paginile 28-29 din tratat
Paginile 40-41 ale tratatului
Paginile 42-43 din tratat
Încă din 1855, toate ingredientele erau prezente pentru a înțelege funcționarea elicelor marine:
În lucrarea sa intitulată L'Hélice propulsive , ediția din 1855, François-Edmond Pâris descrie suișurile și coborâșurile evoluției elicelor marine. Cu toate acestea, a rămas o neînțelegere completă pentru calculul elicei datorită designului mental al elicei cu tirbușon (sau cu șurub). Această noțiune persistă și astăzi.
| Primul ingredient : Propulsorul, după ce a suferit un șoc, a fost rupt la jumătate din lungime și a dat imediat rezultate mai bune. |
| Capitolul II - Introducere practică a elicei propulsive. „ În acest capitol, propun să prezint cele mai importante incidente ale introducerii elicei ca propulsor. Ele încep în momentul în care F.-P. Smith și căpitanul Ericsson s-au ocupat de asta. Având în vedere invențiile de a conduce navele de către elice, care nu au produs rezultate utile, acum trebuie să raportez modul în care acest propulsor a fost introdus în practică. " „ În 1835, F.-P. Smith, un fermier din Hendon, și-a îndreptat atenția în această direcție. În primăvara anului 1836 a obținut asistența domnului Wright, bancher, și i s-a acordat un brevet la 31 mai 1836. O barcă model a fost apoi echipată cu o elice de lemn și pusă în mișcare pe un iaz de la Hendon și la Galeria Adelaide, Londra. Acolo a fost examinat de Sir John Barrow, pe atunci secretar al amiralității, și de MM. Harris și Bell, din Alexandria, care s-au oferit să cumpere invenția pentru Pașa Egiptului, dar această ofertă a fost refuzată. " „ Rezultatele au fost atât de satisfăcătoare, încât domnul Smith și prietenii săi au construit o barcă de șase tone, la care au pus o elice din lemn în două rânduri: la 1 noiembrie 1836, această barcă a mers pe Canalul Paddington și a continuat navigă pe râu. Tamisa până în septembrie 1837. Propulsorul, după ce a avut un șoc, a fost rupt până la jumătate din lungimea sa și a dat imediat rezultate mai bune, ceea ce a determinat executarea unei noi elice într-un singur pas. " |
Prin urmare, în septembrie 1837 a avut loc evenimentul, care a fost un moment decisiv în propulsia de propulsie maritimă.
| Al doilea ingredient : Bidone a descoperit că șocul brusc al unui jet pe o suprafață este, când este permanent, ca 1,84 este la 1 |
| Capitolul III - Principii științifice referitoare la navele cu elice „ ... Deoarece apa care scapă dintr-un rezervor are aceeași viteză ca un corp solid care cade liber de la suprafața superioară a rezervorului la nivelul orificiului de evacuare și, conform legilor corpurilor care cad, viteza finală este doar dublă viteza medie: este deci clar că un jet care iese pe orizontală, după ce a dobândit viteza maximă datorită înălțimii coloanei, va traversa o distanță egală cu dubla față pe care o va acoperi un corp în coborârea suprafeței mai mare decât aceea a orificiului. De acolo Bernoulli a dedus că presiunea hidraulică acumulată, prin care o venă este proiectată de un orificiu, în partea laterală a unui vas, este egală cu coloana fluidului având pentru bază secțiunea venei și pentru înălțimea de două ori mai mică. capabil să producă viteza de curgere. " „ Teoria lui Bernoulli a fost adoptată și dezvoltată de Euler, care oferă o formulă pentru efectul percuției unui jet de apă pe o suprafață plană. Fie R forța de impuls cu percuție permanentă; A, zona venei: H, înălțimea datorată vitezei jetului; N, înălțimea datorată vitezei apei reflectate; Φ unghiul apei reflectate cu axa. " „ Atunci R = 2aH (1- (√h / √H) cos Φ). " „ Experimentele lui Morosi și Bidone au dovedit prin fapte materiale doctrinele lui Euler și Bernoulli cu privire la acest subiect. Euler spune că valoarea teoretică a percuției unei vene fluide poate crește până când este egală cu greutatea unei coloane de fluid cu aceeași bază ca secțiunea venei și cu o înălțime de patru ori mai mare decât cea datorată viteza venei. Bidone a descoperit că impactul brusc al unui jet pe o suprafață este, atunci când permanent, ca 1,84 este 1; dar acest efect poate fi parțial atribuit mișcării dobândite de părțile instrumentului destinate măsurării forței de percuție. " |
Încă după François-Edmond Pâris :
Cele mai remarcabile brevete:
Până în 1855, data publicării tratatului său, numărul brevetelor s-a înmulțit fără a aduce nicio inovație remarcabilă până în 1851, cu excepția poate a lui Bennet Woodcroft (în) în 1844.
Titulari de brevete între 1838 și 1851
|
Elicele au fost scurtate și, din 1860, am văzut apariția elicelor ca „aripi de moară” cu patru pale, forma pătrată a capetelor cărora a creat vârtejuri parazite.
În secolul al XX- lea, dezvoltarea mecanicii de termodinamică și fizică a oferit o perspectivă asupra a ceea ce se întâmplă la nivel global între intrarea fluidului, apa și ieșirea alimentată, rezultatele sunt în concordanță cu experimentele Morosi și Bidone. Ce se întâmplă între ieșire și intrare este domeniul mecanicii fluidelor. Înțelegem apoi că propulsia obținută este rezultatul unui impact și nu al unui antrenament și că ceea ce numisem „recul” nu este altceva decât o pierdere de energie entropică din cauza tulburării cauzate de impact.
În a doua jumătate a XX - lea secol, vom căuta să îmbunătățească performanța de croazieră iahturi de curse echipate cu elice împingătoare. Forma palelor având o importanță mai mică, în afară de faptul că o elice în formă elicoidală va avea o presiune mai uniformă pe suprafața lamelor, este ușor de modelat pentru a construi elice cu pas variabil și elice cu lame.
În funcție de utilizarea lor, numărul de lame și forme vor fi diferite:
Într-un sistem de propulsie în care elicele sunt incluse într-un tub (tunel), este necesar ca tubul să fie scurt sau mărit la capete, pentru a nu reduce eficiența propulsivă.
Elicele utilizate sunt similare cu propulsorii. Pe unitățile mici, acestea pot fi din plastic și pot ocupa diametrul tubului.
Cea mai bună performanță este obținută de elice gratuite coborâte pentru a fi utilizate sub carenă și ascunse în navigație.