Technique de l’hélice et hydrodynamique

Tout sauf de la production de masse :
Torqeedo équipe ses moteurs haut de gamme  avec des hélices sur mesure

Chaque modèle d’hélice Torqeedo est conçu spécifiquement pour son moteur Torque. La courbe caractéristique du couple des moteurs permet d’utiliser des hélices très efficaces.

En principe, les hélices qui tournent lentement dans l’eau, qui disposent d’un pas élevé et d’un grand diamètre, possèdent le rendement le plus élevé. Afin de combiner ces caractéristiques, on a besoin de moteurs avec un couple élevé, ceci à de  faibles régimes. D’un autre coté, l’augmentation de la vitesse de rotation de l’hélice entraîne une perte croissante d’efficacité.

Les moteurs Torque sont donc idéaux pour l’utilisation d’hélices très performantes.

La courbe caractéristique des moteurs à combustion interne est en revanche relativement défavorable pour le rendement des hélices entraînées puisqu’ils ne disposent que d’un couple très faible à bas régimes. Les rendements des hélices pouvant être utilisées pour les moteurs à combustion interne sont en conséquence limités à 20 – 30 % dans des gammes de puissance faible.

Afin de s’assurer que les moteurs Torqeedo puissent exploiter pleinement leurs capacités, les hélices Torqeedo ont été soigneusement adaptées au couple du moteur.

Peu de remous mais une poussée très importante :
Les hélices à pas variable Torqeedo

Les hélices conçues spécifiquement pour les moteurs Torqeedo fournissent une poussée suffisante même à bas régime. Les manœuvres d’appareillage et d’accostage sont ainsi très faciles à réaliser.
L’hélice Torqeedo obtient son exceptionnel rendement grâce à sa construction basée sur des connaissances hydrodynamiques toutes récentes :
au lieu d’un pas constant, Torqeedo utilise un pas variable, radialement, qui lui donne sa forme caractéristique.  Ainsi, l’hélice exploite les différentes vitesses d’incidences radiales. Le diamètre, le pas, la surface des pales, leur profil, leur nombre, le Rake et le Skew sont optimisés grâce à des procédés numériques des plus modernes.

Pour les modèles des séries Basqe Travel, Travel et Cruise, l’hélice à 3 pales Torqeedo a un diamètre de 30 cm (12''). Dans le cas d’une hélice à pas variable, le pas est donné à 70 % du diamètre. Pour le Travel le pas est de 25 cm (10'').

Aucun compromis : embase hydrodynamique

Les moteurs Torqeedo sont pensés sans aucun compromis pour un rendement maximum. Cette règle s’applique également à tous les composants immergés. La traînée est minimisée grâce à l’application des lois de la mécanique des fluides. Les profils optimisés utilisés par Torqeedo se distinguent nettement des simples sections rondes rencontrées aujourd’hui sur de nombreux moteurs électriques. A section équivalente, un profil rond offre une résistance à l’avancement 10 fois supérieure au profil Torqeedo. La traînée engendrée par l’arbre pliable Torqeedo n’excède pas celle d’une tige ronde de 4,5 mm de diamètre.

Pour aller plus loin : géométries des hélices

L’hélice a parmi tous les composants de la propulsion la plus grande influence sur les performances et la manœuvrabilité du bateau. La distance d’arrêt, l’action du gouvernail, le diamètre du cercle de giration, la poussée, la vitesse et la consommation d’énergie peuvent  être affectés à cause d’une hélice inadaptée. La puissance d’une hélice dépend surtout de son diamètre, de son pas mais aussi de divers autres facteurs de forme. Le « pas géométrique » désigne l’avance par tour d’une hélice en rotation sans glissement. En pratique, du fait du glissement, le pas d’une hélice est déterminé par l’angle d’attaque de ses pales. La plupart des pales d’hélices ont un pas constant suivant leur axe. De récentes découvertes dans le domaine de la physique des hélices permettent de concevoir des hélices dont le pas varie du moyeu vers le bout de pale. En conséquence, les différentes vitesses d’incidences radiales de l’eau peuvent être prises en compte. Les autres principaux facteurs influençant  la puissance d’une hélice sont le nombre, la surface et le profil de la section des pales, leur inclinaison sur l’arrière (en anglais rake) et le déversement (en anglais skew).

Perte d’efficacité due à la cavitation

Les cavitations sont le phénomène causé par la formation de cavités dans un fluide.
Les cavitations sont causées en particulier par un déplacement rapide d’objets dans l’eau, tel qu’un propulseur. Du à ce mouvement rapide, résulte des dépressions dans lequel l’eau commence à bouillir et à s’évaporer à des températures normales. L’énergie, utilisée pour ce phénomène, qui n’est pas transformée en puissance propulsive est perdue. Dépendant de la qualité du système motorisé et de son hélice, des cavitations de sévérité différentes peuvent apparaître.
Les deux photos prises avec un appareil photos à une vitesse d’acquisition de 1/8000 seconde montre la différence entre l’hélice Torqeedo et une hélice standard à des points de fonctionnement :

- voir la vidéo -
L’hélice standard montre des signes de cavitations fluctuantes sur la face d’aspiration de la pale d’hélice.