Un ventilateur à hélice est un mécanisme rotatif qui utilise des pales spécialement inclinées pour générer une poussée. Communément appelé accessoire ou vis, c’est un outil utilisé principalement comme moyen de locomotion, principalement dans les avions et les bateaux. La différence entre un ventilateur à hélice et un ventilateur utilisé pour faire circuler l’air est l’accent mis sur la création d’une pression élevée par opposition à un volume élevé.
Le ventilateur à hélice, en substance, remonte au scientifique grec Archimède, dont la conception de vis éponyme a fonctionné pour soulever l’eau d’une source inférieure. Ce concept de vis ne serait pas traduit en propulsion avant environ 1,500 18 ans, lorsque, au milieu du XVIIIe siècle, deux scientifiques, JP Paucton et James Watt, proposèrent séparément d’utiliser un ventilateur à hélice dans les véhicules à air et à eau, respectivement. Bien qu’il faille plus d’un siècle aux avions pour décoller littéralement, les premiers navires à vis ont été introduits dans les années 1800 et, avec la machine à vapeur, ont révolutionné les voyages.
Depuis le vol réussi des frères Wright à Kitty Hawk, en Caroline du Nord en 1903, l’hélice est la source de propulsion la plus simple et la plus fiable des avions. Dans les machines marines et volantes, une hélice s’appuie sur la troisième loi du mouvement de Newton, qui stipule : À chaque action, il y a toujours une réaction égale et opposée. Une hélice pousse l’air ou l’eau derrière l’engin et provoque une propulsion réactionnaire vers l’avant. L’angle des pales de l’hélice, la vitesse de leur rotation et divers autres facteurs affectent tous la vitesse conférée par le processus.
Les hélices à air et à eau peuvent avoir des nombres de pales différents. Les hélices d’avion ont généralement de deux à huit pales, tandis que les vis marines en ont généralement trois, quatre ou cinq. Des équations mathématiques complexes sont utilisées pour déterminer la taille, l’angle et l’épaisseur corrects de chaque lame pour des performances optimales. Des spécifications incorrectes peuvent entraîner une perte de puissance, de réactivité et parfois une panne totale de l’hélice.
Unique aux hélices marines, étant donné leur utilisation dans un réglage de fluide, une condition connue sous le nom de cavitation peut se produire si une vis commence à tourner trop rapidement ou si trop de puissance est poussée à travers elle. Une ou plusieurs bulles se forment autour de la vis et s’effondrent rapidement, générant une onde de choc qui peut sérieusement endommager l’hélice, ses pales ou les pièces environnantes. En plus des dommages qui peuvent survenir à la suite d’une seule grande cavitation, un traumatisme peut survenir au fil du temps à la suite de nombreuses petites cavitations qui se produisent au même endroit. Ceux-ci sont généralement dus à un défaut mineur ou à un défaut dans une vis. Cela aussi peut causer des dommages et une défaillance prématurée.