Duxford Flying 2013

 

1) Calcul d'une hélice pour quel moteur ? 2) Calcul de la vitesse théorique ? 3) Conversion hélice bipale & tripale 4) Comment équilibrer une hélice tripale ?

 1) Le calcul de la vitesse théorique est très simple :

 


Le pas de l'hélice est la distance THEORIQUEMENT parcourue en 1 tour et ce pas est généralement exprimé en pouces ( 1" = 25.4mm ) donc avec ta 22x10, 1 tour fait avancer de 10" soit 254mm ... x 7000 ( t/mn) x 60 minutes = .... après conversion d'unités 106.68 km/h.


Avec la notion de rendement, donc de glissement de l'hélice dans l'air la vitesse réelle de ton avion à ce régime doit frôler les 90 km/h en palier stabilisé. Le rendement n'est bien sûr pas constant, on comprend bien que l'hélice "glisse" beaucoup plus en phase d'accélération qu'en palier.
Ensuite la notion de traction pure dépend de beaucoup de facteurs dont la forme des pales, le choix du profil, etc ...

et aussi bien sûr du ratio diamètre /pas.


Un grand diamètre associé à un faible pas favorise la traction alors qu'un petit diamètre avec un pas élevé favorisera la vitesse.

 

La puissance consommée étant à peu près proportionnelle au volume d'air déplacé / tour ; soit la surface du disque balayé par le diamètre multipliée par la distance parcourue (le pas) on comprend bien que pour la même puissance disponible au moteur on peut obtenir des comportements très différents.


Quant au choix d'une marque ... c'est plutôt une affaire d'expérience, chacun a la sienne, perso c’est Menz.

 

Damier blog2

2) Quelle hélice pour quel moteur ?

Une question que les débutants se posent souvent et qu'il n'est pas inutile de préciser à l'attention des plus anciens est : Quel moteur et quelle hélice pour quel avion ?
Nous envisagerons les choses en quatre points :
- Les motoplaneurs
- Les avions de début
- Les avions "de sport" et multis
- Les hélices


1- LES MOTOPLANEURS :


La plupart de planeurs motorisés utilisent actuellement un moteur électrique. Pourtant, le moteur thermique reste très efficace pour prendre de l'altitude. Le poids est nettement plus réduit qu'un ensemble de propulsion électrique et permet donc de conserver de faibles charges ailaires. Le moteur peut être placé dans le nez ou sur un pylône, solution qui permet de décider de le monter uniquement quand c'est utile et de conserver un planeur pur en cas de remorquage ou de vol de pente.
Le graphique ci-après montre le moteur à choisir en fonction de l'envergure du modèle et de sa charge alaire.


2- LES AVIONS DE DEBUT :


Pour l'école, il est indispensable que l'avion monte correctement. Il faut pouvoir quitter rapidement la proximité du sol et pour cela, ne pas être sous motorisé (l'aviation ce ne serait pas dangereux s'il n'y avait pas le sol !). De plus, un avion qui vole à la limite du décrochage est voué à la casse dans les mains d'un débutant.
Maintenant que l'usage de la double commande est généralisé pour l'écolage, il est moins à craindre que l'élève ne sache pas doser les gaz et se retrouve avec un avion trop sensible car trop rapide. Une bonne idée est de se trouver dans la fourchette basse des " avions rapides " du graphique suivant.


3- LES AVIONS "DE SPORT" ET MULTIS :


Le pilote étant formé, il passe selon ses goûts, à des avions de voltige style "multi", à des maquettes ou à des avions dits "de sport" qui allient un style sympa à des qualités de voltigeurs certaines quoique moindres que celles des multis ou des voltigeurs purs style Extra ou Cap. Ici c'est la taille qui va dicter le choix du moteur. Pour le style de vol c'est l'hélice qui va tout changer, ce que nous verrons dans le dernier point.


4 - LES HELICES :


Un moteur est capable de faire tourner différentes tailles d'hélice. Le tout est d'obtenir un régime de rotation qui permette d'utiliser au mieux la puissance du moteur. On peut varier le diamètre et le pas. En gros, pour un même moteur, dans une fourchette donnée, plus le diamètre est grand, plus le pas est petit. Les hélices à petit pas sont utilisées pour voler lentement, on obtient un maximum de traction à basse vitesse. L'avion pourra effectuer des montées sous fortes pentes sans prise de vitesse initiale. C'est le type d'hélice à utiliser sur les maquettes (Piper Cub, Stampe) et sur les avions de voltige de type "3D". Sur les avions de sport, vous les utiliserez si vos goûts vont vers un pilotage lent et dans un espace restreint. Les hélices à pas important sont destinées au vol rapide, l'avion accélère moins bien, mais les trajectoires sont plus tendues.
En fait, les hélices, c'est comme les centrages : chacun va choisir selon ses habitudes et ses expériences, dans une plage limitée.

 

Damier blog2

 

3) Conversion hélice bipale en tripale :

 

Souvent la règle retenue d'enlever un diamètre d'une bipale pour une tripale ??

EX. une 22X10 en bi = 21X10 en tri.

 

Tout simplement ce principe est faux, voici la règle :


2 pales ->3 pales, il faut réduire le diamètre 10% pour la même conso
2 pales ->4 pales, il faut réduire le diamètre 16% pour la même conso


Démonstration détaillée :
http://www.mh-aerotools.de/airfoils/propuls2.htm

Mais comme on ne dispose pas d'hélice de tous les diamètres, il faut jouer aussi sur le pas pour obtenir l'équivalence approximative.
C'est donc un peu plus compliqué que cela.

La consommation d'une hélice est fournis par la formule suivante en approximation :
Vous trouverez ici la démonstration que le passage de :
W= K x D^4 x R^3 x P

W=> Puissance nécessaire ou absorbée par l'hélice
K => Constante ou a peu prêt
D => Diamètre de l'hélice
R => régime moteur
P => Pas de l'hélice

Donc, le diamètre influe à la puissance 4 sur la consommation alors que le pas n'influe que de manière linéaire.

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4) Comment équilibrer une hélice tripale :

 

- Vous avez trois pales (1. 2 et 3).


- Vous équilibrez (sur un équilibreur d'hélice) 1 avec 2 (3 en l'air) puis 2 avec 3 (1 en l'air) et logiquement, plus qu'a vérifier que 1 et 3 sont bien équilibrées.
Après, deux méthodes possible, soit vous poncez, soit peinture en bout de pale !
 Vous regardez celle qui tombe (ce sera la plus lourde) alors vous la poncez légèrement pour la faire maigrir, quand celle la bouge plus vous tournez votre hélice de 1 pale et vous regardez si il y en a une qui descend,  vous répétez l'opération jusqu'à ce que dans toute les positions votre helice ne bouge plus.

 

Entre-axe hélice moteurs


Tableau sur l'entre-axe des différents moteurs pour le perçage des hélices. 

 

@+ Chris M.

 

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