Les hélices à trois pales sont les plus courantes pour la navigation de plaisance car elles offrent le meilleur compromis entre performance, vitesse de pointe et consommation.
Selon son application, le pas d'une hélice fixe est choisi pour un fonctionnement optimal à une vitesse donnée : petit pas : meilleure traction au décollage et en montée (faibles vitesses) ; grand pas : meilleures performances en croisière (vitesses plus fortes).
En effet, la vitesse en bout de pale est de : vitesse de rotation fois deux pi fois rayon de l'hélice. Pour un hélice de 2 mètres de diamètre tournant à 2400 tours/minute (40 tours/seconde), la vitesse en bout de pale est de : 40*2* π *1 = 251.2 m/s, soit : 904.32 km/h !
Les vis en acier inoxydable sont plus résistantes que les vis en aluminium et donc moins vulnérables aux rayures causées par le sable par exemple. Le métal étant plus résistant, des pales plus fines peuvent également être utilisées, ce qui améliore l'efficacité de l'hélice.
Les hélices à trois pales sont les plus courantes pour la navigation de plaisance car elles offrent le meilleur compromis entre performance, vitesse de pointe et consommation. Les hélices à 4 pales et les hélices à 5 pales permettent de meilleures accélérations et réduisent nettement les vibrations.
En temps normal, pour équilibrer dynamiquement une hélice, il faut un dispositif qui mesure l'amplitude du déplacement du déplacement du moteur. Soit le cercle est petit car le balourd est faible, soit le cercle est grand car le balourd est important. Ce dispositif de mesure est composé d'un accéléromètre.
Il est en effet relié au ratio Pas/Diamètre d'une hélice. Et comme la Puissance d'une hélice est donnée par : P = ρ * Cp * N3 * D5. Il est facile de calculer la puissance pour différents diamètres et donc de trouver le diamètre correspondant à la puissance sur l'arbre moteur.
On distingue la vitesse moyenne exprimée en kilomètres par heure (ex : 10 km/h) de l'allure de course exprimée en temps au km (ex: 6 min par km). On inverse donc le calcul v = d/t devient v = t/d.
Pour calculer une vitesse moyenne, il faut diviser une distance par un temps. La vitesse peut être exprimée en plusieurs unités. Le plus souvent, il s'agit de : km/h (kilomètre par heure)
Pour ancrer un voilier ou d'un yacht à moteur de manière optimale, une longueur de chaîne correspondant à 5 à 7 fois la profondeur d'eau est généralement suffisante.
Entretenir son hélice
De plus, il convient de faire vérifier l'équilibrage de l'hélice tous les 4 à 5 ans par un professionnel, cela permet d'éviter qu'un déséquilibre vienne endommager l'arbre lors des navigations. Son remplacement alourdirait fortement la facture !
RÉGLEMENTATION. La longueur de la ligne principale doit être au minimum de 5 fois la longueur de la coque. La ligne de mouillage peut être composée de chaine uniquement.
Le diamètre :
Le diamètre est pris aux extrémités des pales, comme si on les inscrivait dans un cercle, et est exprimé en inch. Plus une hélice est grande, plus elle délivre de couple et sollicite davantage son moteur. Les diamètres des hélices sont fonction des moteurs.
La puissance nécessaire pour produire cette poussée est le produit de deux facteurs : Puissance(watt)= Poussée(newton) X vitesse(m/sec).
Le pas correspond à la distance théorique parcourue par l'hélice en un tour. Placez votre doigt sur le bout d'une pale et faites tourner l'hélice en imaginant que le bateau avance.
de 0 km/h à 20 km/h : on doit passer la première vitesse. de 20 km/h à 40 km/h : on doit passer la seconde vitesse. de 40 km/h à 60 km/h : on doit passer la troisième vitesse. de 60 km/h à 80 km/h : on doit passer la quatrième vitesse.
Pour convertir une vitesse exprimée en mètres par seconde (m/s) en une vitesse exprimée en kilomètres par heure (km/h), il suffit de multiplier par 3,6. En fait, nous divisons par 1 000 afin de convertir les m en km. Exemple : pour une vitesse de 30 m/s, 30 m devient 30 / 1 000 km.
En faisant varier les pales de l'hélice jusqu'au pas optimal, on peut augmenter l'efficacité, économisant ainsi du carburant. Un navire équipé d'une hélice à pas variable peut accélérer plus rapidement à partir de l'arrêt et peut décélérer beaucoup plus rapidement, ce qui rend l'arrêt plus rapide et plus sûr.
LE DIAMETRE D'UNE HELICE
Généralement exprimée en pouce, il faut tracer un cercle autour des pales ou mesurer deux fois la distance entre le centre du moyeu et l'extrémité d'une pale pour connaitre cette dimension.
Le pas de l'hélice est la distance théorique parcourue par l'hélice en 1 tour. Mais ça c'est théorique ! Différentes forces s'opposent à l'avancée de l'hélice, par exemple les frottements. Cette perte de rendement est appelée “Glissement“.
Une hélice a un pas à droite lorsque, vue de l'arrière du bateau, l'hélice doit tourner dans le sens des aiguilles d'une montre pour faire avancer le bateau. A l'inverse, une hélice a un pas à gauche lorsqu'en marche avant l'hélice tourne dans le sens inverse des aiguilles d'une montre.
Coupez trois bandes de papier dans la largeur d'une feuille A4. Pour faire une grosse hélice, comptez 3 cm de largeur, et pour une petite 2cm de largeur. A noter que la petite hélice demande moins de souffle pour tourner.
Le premier brevet d'une hélice opérationnelle est celui d'un ingénieur autrichien, Joseph Ressel, en 1827. À la suite d'un accident avec un propulseur à vis d'Archimède, l'ingénieur britannique Francis Pettit Smith fait l'essai d'un dispositif à hélice sur un bateau à vapeur en 1836.