Autorotation sous voile

Normalement l’hélice est conçue pour tourner lentement en sens inverse en raison du « biais » que nous intégrons dans le bord de fuite de chaque pale en ponçant une petite section de l’arrière du profil. Cette opération donne un très faible angle d’attaque aux pales en drapeau de sorte à générer une petite force de rotation dans la direction désirée.

Le problème que nous rencontrons est qu’il faut tenir compte des événements extrêmes rencontrés par grosse mer – déferlement de la houle, émersion de l’hélice – et ces événements se produisent réellement – même s’ils ne concernent qu’un nombre limité de nos clients.

Sans le biais, tout mouvement violent du navire peut orienter les pales en force dans une position anormale. Dans ce cas, les pales contraignent, pendant une courte période, le mécanisme qui les supporte à tourner brièvement dans une direction qui comprime le ressort. L’hélice tourne alors en marche arrière et se comporte comme une hélice à pales fixes sans mise en drapeau. Le moment de la masse de l’ensemble arbre / inverseur peut être suffisant pour ne pas permettre à l’arbre d’hélice de réagir suffisamment vite pour empêcher la compression du ressort.

Tout navigateur qui envisage une traversée océanique est concerné par l’utilité du biais usiné dans le profil de l’hélice. La solution consiste à enclencher la marche arrière pour empêcher l’arbre de tourner. Lofez pour réduire la vitesse du bateau jusqu’à ce que l’arbre s’arrête, puis enclenchez le réducteur, normalement en marche arrière, pour verrouiller l’arbre.

Il est également possible d’enclencher la marche arrière avant le début de la rotation de l’arbre.

Il est hasardeux d’enclencher la marche arrière alors que l’arbre d’hélice est en rotation car le moment de rotation de l’hélice a pour effet de comprimer le ressort et d’enclencher en fait la rotation arrière – le résultat même que nous cherchons à éviter.

L’hélice une fois arrêtée reste alors en drapeau – mais avec la contrainte du biais pour faire face aux situations évoquées plus haut. Le “ biais “ que nous insérons à l’emplacement approprié du bord de fuite de chaque pale est donc destiné à provoquer la rotation de l’hélice dans la direction où elle ne risque pas de comprimer le ressort en marche arrière et à se transformer en fait en hélice à pales fixes.

Nous devons faire face non seulement aux événements extrêmes décrits plus haut, mais également aux dégradations des bords d’attaque causés par les enroulements de cordages et même aux coulures de peinture qui peuvent appliquer des forces significatives à un profil. Il suffit de réaliser la perte de portance provoquée par la simple accumulation d’un peu de glace sur le bord d’attaque d’une aile d’avion pour comprendre ce phénomène.

La rotation induite par le biais du bord de fuite s’enclenche uniquement quand la vitesse dépasse six à huit nœuds – en fonction de la forme de la coque, de la dérive, de la charge, de l’état du bord d’attaque et des filets d’eau que le déplacement du bateau fait passer sur chaque pale à ce moment précis.

En prise l’hélice reste en drapeau mais les pales ont un angle d’attaque très fermé avec une augmentation très limitée de la trainée. La conception Kiwiprop caractérisée par la mise en drapeau de chaque pale individuellement, crée une trainée qui reste toujours inférieure à celles des hélices repliables. Les pales de celles-ci sont interconnectées par un système d’engrenages et qui présentent toujours une surface projetée plus importante, se traduisant par une trainée supérieure en conditions réelles d’utilisation.

Veillez donc à embrayer l’hélice avant qu’elle ne se mette d’elle-même en rotation. Tous les manuels confirment qu’une hélice en rotation crée une trainée importante. De plus cette solution réduit l’usure due à l’oscillation individuelle des pales induite par l’angle de l’arbre quand l’hélice tourne. L’exemple illustrant le mieux ce phénomène est la descente en douceur d’un hélicoptère en autogiration moteur coupé. Pour une portance maximale, il faut que les pales tournent aussi vite que possible, ce qui équivaut à la trainée maximale d’une hélice en rotation. C’est en fait toute l’énergie de rotation qui est laissée dans le sillage. Ainsi, contrairement aux idées généralement reçues, une hélice verrouillée en prise a généralement moins de trainée qu’une hélice en rotation.

La solution que nous avons adoptée et qui consiste à enlever une petite section du profil sur le bord de fuite est dictée par des considérations économiques. Les solutions alternatives nécessiteraient deux jeux de matrices et un stock deux fois plus important ce qui ruinerait les efforts de réduction de coûts qui ont guidé toute la conception de ces hélices.

Actuellement les hélices se partagent équitablement entre 50 % à rotation à gauche et 50 % à rotation à droite car les embases saildrive qui représentent aujourd’hui quelque 40 % du marché mondial des hélices, sont toutes à rotation à gauche..