Multipales ?

Hélices intérieures : 5 pales, ext. 4 pales ! : machines différentes ?



pat_2b

Hello   

Je pencherais plutôt pour les vibrations. Quand tu as une quille verticale devant l'hélice on peut entrer dans des harmonies vibratoires si l'hélice a un nombre pair de pales car ce seront deux pales à la fois qui passeront ensemble dans une zone de dépression derrière les quilles. Avec un nombre impair de pales ce sera chacune leur tour et jamais deux ensemble au même moment.

C'est la raison aussi pour laquelle par exemple les "ailes" de chaise d'arbre ne sont pas à 90° quand il y a une hélice 4 pales derrière.

Mais il y a peut-être une autre raison ici, à priori je vois surtout celle-là.

A+ Xtian   

Merci pour tes explications.

Et là, il doit y avoir autre chose par rapport à ton raisonnement



image restaurée ou originale ?



(Titanic)
Les concepteurs avaient peut-être une moins bonne connaissance des phénomènes vibratoires à cette époque là ?

pat_2b

Superbe photo et elles sont étonnantes les hélices en abord avec leurs pales rapportées - Entrainées par des machines à vapeur réversibles et très souple il n'y a aucune raison qu'elles soient à pas variable (ou alors au bassin à sec en ajustant l'angle afin de trouver le meilleur compromis ??)

La motorisation du Titanic était un doux mélange de savoir de l'époque avec des machines à vapeur classique en abord et une turbine à vapeur au centre.

Pour ce qui est de la quatre pales au centre je n'en sais rien, ça a du vibrer en tout cas !

Quand tu vois les tâtonnement sur les hélices du Normandie 20 ans plus tard avec des vibrations énormes, puis changement d'hélices, disparition des vibrations mais aussi disparition d'une hélice (perte d'une hélice ...)

Les hélices c'est vraiment un truc empirique, que ce soit les vitesses, les puissances, les vibrations, les interférences avec la coque, safran ou chaises d'arbres ...

A+ Xtian   

 Vindiou sont ptio les mecs à coté des hélices .

En tous cas, les raccords étambot/coque (je n'en connais pas le nom), sont superbes ...

pat_2b (pas vu de référence à des vibrations sur les 3 sister-ships ...)

C'étaient des "petits" bateaux qui n'allaient pas si vite non plus 52 000 tonnes à 24 nœuds contre 70 000 tonnes à 32 nœuds pour Normandie et puis la ligne centrale est juste une sorte de booster une fois en vitesse de croisière.

Pour la ligne d'arbre centrale, mettre une trois pales aurait peut-être fait un trop grand diamètre pour une cage étambot jaumière et je ne suis pas sûr qu'il existait déjà des 5 pales à l'époque, alors peut-être un compromis en connaissance de cause et du coup quelques raffinements ici ou là ??

xtian29 a écrit:Pour ce qui est de la quatre pales au centre je n'en sais rien, ça a du vibrer en tout cas !

Les Maurétania et Lusitania ont commencé leur carrière avec quatre hélices tripales, ils ont vite passé aux hélices quadri-pales, à cause des vibrations, justement...

Comme quoi...

Sinon, les hélices à pales boulonnées comme celles du Titanic et consort pouvaient être légèrement ajustées au niveau du pas, les trous dans le moyeu étaient en fait des rainures. Pas trop solide, ces pales boulonnées, on ne compte plus le nombre de pales qui se trouvent au fond des océans de nos jours...

le Baron a écrit:

xtian29 a écrit:Pour ce qui est de la quatre pales au centre je n'en sais rien, ça a du vibrer en tout cas !

Les Maurétania et Lusitania ont commencé leur carrière avec quatre hélices tripales, ils ont vite passé aux hélices quadri-pales, à cause des vibrations, justement...

Comme quoi...

L'équilibrage statique et dynamique d'une tripale est plus difficile à faire qu'avec une quadripale, le pb vient peut-être de là (début du XXème)

pat_2b

Hallo
Voici un paragraphe du livre de 1935 montrant les premieres hélices de NORMANDIE


Des vibrations étaient dues aussi a la forme du bord de fuite trop large du gouvernail,
Michel

Pas trop solide, les pales boulonnées comme celles du Titanic, on ne compte plus le nombre de pales qui se trouvent au fond des océans de nos jours...

    
ben déjà toutes celles du Titanic    

Hello   

El Baron a écrit:Les Maurétania et Lusitania ont commencé leur carrière avec quatre hélices tripales, ils ont vite passé aux hélices quadri-pales, à cause des vibrations, justement...

Comme quoi...

Comme quoi quoi ?

Si les Mauretania et Lusitania étaient équipés de quatre hélices j'imagine qu'il n'y en avait aucune dans l'axe et donc aucune avec une quille devant elle. Ce que je disais pour les vibrations avec les hélices à quatre pales (ou deux aussi d'ailleurs) concerne les cas avec une quille verticale de haut en bas devant l'hélice qui peut entrer dans des harmonies vibratoires si l'hélice a un nombre pair de pales car ce seront deux pales à la fois qui passeront ensemble dans une zone de dépression derrière la quille. Avec un nombre impair de pales ce sera chacune leur tour et jamais deux ensemble au même moment.

Maintenant pour les Mauretania et Lusitania ça prouve juste que les hélices c'est souvent un casse tête empirique et c'est peut-être ça que voulais dire ton "comme quoi".

Ce que dit Patafix avec l'équilibrage plus compliqué en statique mais surtout dynamique des hélices tri-pales est peut-être une piste. Je me demande d'ailleurs comment ils faisaient les équilibrages dynamique de telles pièces à l'époque, aujourd'hui avec les bancs équipés de jauges de contrainte et l'informatique qui va bien "it's just magic"

A+ Xtian   

Bonjour à tous.
Pour l'instant nous avons, dans notre compagnie, toujours de belle hélices...



A+

 Hiboumarin, c'est toi qui te cache derrière la pale ??    

Hello   

Très belle hélice, habile le floutage qui laisse croire que le type se cache, mais trop maigre pour être un hibou  qui fait partie du club des   

A+ xtian

 

J'ai bien relu le sujet pour ne pas dire de bêtise.
Xtian a évoqué les vibrations engendrées par un élément de coque en aval des pales. Ce type de vibration se produit aussi pour un bateau à une seule hélice.

Dans le cas multi-hélices comme le Missouri évoqué par Patafix, l'hélice aval se trouve dans le flux proche des hélices amont. Je suppose que cela doit aussi engendrer des perturbations.
A priori, la vitesse de rotation des trois hélices doit être très voisine, ce qui entraine une perturbation harmonique importante si l’hélice aval comporte le même nombre de pales.
Si l'on augmente le nombre de pales de l'hélice aval, la perturbation harmonique ne disparait pas, mais sa fréquence et son amplitude doit diminuer.

Xtian a évoqué les vibrations engendrées par un élément de coque en aval des pales

Non non, en amont des pales

  

 

Donc, j'ai mal relu et j'ai dit une connerie!  

Le problème est en amont avec l'arrivée d'eau vers l'hélice.

Bien sûr ces vibrations se produisent sur les navires équipés d'une seule hélice et c'est pourquoi il est très rare de voir des hélices à deux ou quatre pales sur un navire qui a une ligne d'arbre sortant d'un étambot classique au cul d'une quille qui masque l'arrivée d'eau dans le haut (position 12h) et en bas (position 6h)

Voici un contre exemple avec l'Etoile   

On peut facilement comprendre que si on voulait en faire un foudre de guerre en faisant tourner cette hélice comme sur un Riva il y aurait un problème. Chaque fois que les pales sont à l'horizontale elles "avalent" de l'eau dans un flux propre

En gros entre 1h et 5h tout va bien mais chaque fois que l'hélice est à 12h ou 6h les pales "avalent" moins d'eau et il se crée un "ploc" avec une poussée moindre.

Comme les deux pales le font en même temps le "ploc" est plus fort

Pour éviter ce genre de situation on monte une hélice à nombre impaire de pale, majoritairement 3 pales.

Ainsi quand une pale fait un "ploc" à 12h les deux autres sont dans du flux propre, la suivante à faire un "ploc" sera une pale à 6h et les deux autres sont dans un flux propre etc ...

Jamais il y aura la moitié de la poussée altérée comme dans le cas d'une hélice 4 pales - ou pire toute la poussée altérée pour une hélice deux pales

La raison d'une deux pales ici à bord de l'Etoile est de pouvoir "planquer" l'hélice derrière la quille quand l'Etoile est à la voile pour gagner un chouaïa de vitesse. Pour cela une fois le moteur à l'arrêt le mécano descend à la machine et met le frein sur la ligne d'arbre, il a un repère pour le faire avec l'hélice en position 12h/6h.

Evidement pour ce qui est des vibrations quand l'Etoile est au moteur, mais à une telle vitesse ...   



A+ Xtian   

Hallo
   Un exemple de bras distributeurs
   

Suite du message n°10
 
   

Michel

Pour ce qui est des hélices en aval d'autres hélices, elles ne sont quand même pas alignées. bien sûr il y a sûrement des altérations mais bien moindre que la "propreté" de la veine d'eau entrante à cause d'une chaise d'arbre ou d'une quille.  

Pour revenir aux quilles et chaises d'arbres regarde par exemple pour l'Abeille Languedoc, la chaise d'arbre en amont d'une hélice 4 pales a un bras horizontal mais celui que certains modélistes montent verticalement ne l'est pas. C'est encore pour éviter les harmoniques de vibrations pour une hélices quatre pales : il ne doit pas y avoir d'angle à 90 ° pour les bras de la chaise.



Au sujet des bras distributeurs montrés par Lapin, il existe quelques systèmes de ce genre comme ces "drôles" de demi cercles toujours à l'amont des hélices pour égaliser la veine d'eau aspirée par l'hélice, éviter les cavitations qui ont toujours lieu sur la face amont (zone de dépression), ainsi que les vibrations à cause des variations de charge sur les pales  





http://www.schneekluth.com/en/vibration/vibrationsreduzierung.php

A+ Xtian    

Très belles les secondes hélices de Normandie "avec des ailes déversées en lame de sabre" je pensais jusqu'à présent que ce type d'hélice était postérieur à la seconde Guerre Mondiale.

Merci Lapin   

Ce qui est intéressant, le petit diametre des helices, 4;84 metres, par rapport a la taille du navire, et a la vitesse, Il faut dire que les lignes d'eau étaient tendues a l'extreme, quand tu voit les magnifiques photos et plan du livre de 1935. ce n'est pas enorme,Un détail ! l'inclinaison de la génératrice des pales pour une meilleure pénétration , Quand je réglais le pas de mes hélices de modeles reduits, je tenais compte de cette inclinaison
Les pales d'hélices qui étaient usinées ,une centaine, là ou je travaillais, mesuraient un peu plus de 2.00 metres de haut, tu rajoute le moyeu, Ces hélices étaient destinées a des pétroliers en construction en Corée, Mon soucis, était de charger sur le camion, ces pales de 2.5 tonnes avec un chariot élevateur de 2.5 tonnes, sans les abimer et surtout les faire tomber. Je n'ai pas de photos, c'était interdit.vu le statut de l'entreprise vis a vis de la Défense
Michel

L'hélice, "biscornué" et sa situation dégagée du navire océanographique,"
   
   
 
      Michel