Adaptation d'un type d'hélice à un type de moteur

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ramoneur
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Re: Adaptation d'un type d'hélice à un type de moteur

Message par ramoneur »

Clouds a écrit :
A la tienne
Deux moteurs fournissant la même puissance l'un en direct et l'autre au travers d'un réducteur de 1\3,5 par exemple auront un couple moyen identique sur l'arbre d'helice
La grosse différence pour celle ci sera que le couple moyen sera établit sur deux coups de piston (flat four par exemple) pour le premier et sur 7 coups de piston dans le deuxième cas
Les pics de couple sont forcément réduits avec un réducteur
Qui plus est avec un amortisseur
La bière était fraiche, merci.

Second épisode donc et on aura terminé, j'avais sournoisement glissé dans mon texte une petit remarque sur la durée de l'impulsion et sa fréquence et j'avais pris la précaution de signaler qu'il n'y avait pas d'amortisseur.

La valeur crête du couple est nécessairement la même dans les 2 cas, mais pour le moteur réducté elle dure moins longtemps, dans mon exemple le 1/3 et elle arrive3 fois plus souvent.La valeur moyenne du couple est donc identique mais la fréquence de sollicitation de l'hélice est à fréquence triple.
S'il y a un amortisseur, la comparaison ne tient plus, il faudrait installer un amortisseur sur le moteur en pris directe pour respecter l'égalité des chances, mais ce ne doit pas être facile à faire sur un moteur en prise directe.
yellow_submarin a écrit :Il y a une donnée que tu as oublié dans ton équation. Si tu prends les choses tel quel, c'est effectivement l'hélice réductée qui va souffrir le plus, car elle prendra des pics de couple de la même intensité, mais à une fréquence 3 fois plus élevée. Ce qui veut dire 3 fois plus de fatigue. Le réducteur officie bien comme multiplicateur de couple. En revanche, il marche également comme multiplicateur d'inertie. L'inertie du vilebrequin notamment, et de toutes les masses en rotation qui y sont reliées en amont du réducteur. En conséquence de quoi, le couple perçu par l'hélice est atténué par l'inertie des ensembles mobiles qui "absorbent" une partie de l'énergie des pics de couple lorsque l'ensemble accélère et décélère avec les pics de couple.
Comme tu as lu ce que j'ai écrit, tu auras vu que je parle de la durée de l'impulsion de couple.
Donc trois fois plus souvent certes, mais pendant une durée trois fois plus faible. Energie identique dans les 2 cas, donc pas plus de fatigue. ;)
La suite de ta phrase, je t'en laisse la responsabilité. C'est le moteur qui produit le couple, l'inertie du vilebrequin ramenée à l'hélice ne change rien.
Quant à la variation de vitesse du moteur ou de l'hélice, je ne vais pas ouvrir la boite à équations pour te démonter que la variation de vitesse de l'hélice et du moteur est insignifiante.

Concernant la fréquence, il y a effectivement une possibilité d'exciter une fréquence propre de l'hélice, cela ne se produit pas avec les hélices en bois mais existe sur les hélices métalliques (zone signalée sur les compte tours) et probablement sur les hélices composites.
Je me presse de rire de tout, de peur d'être obligé d'en pleurer. Le Barbier de Séville (1775), I, 2
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yellow_submarin
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Re: Adaptation d'un type d'hélice à un type de moteur

Message par yellow_submarin »

Désolé mais là je ne suis pas d'accord avec ce que tu viens d'écrire ...

Le phénomène de fatigue n'est pas associé à une énergie mais à une sollicitation par un nombre de cycles effort - relaxe. La durée de la sollicitation peut éventuellement avoir un effet en fonction des propriétés du matériau (comportement visco-élastique des résines par exemple). Mais pas au premier ordre. Donc même si la durée est 3x plus courte, tu fais 3x plus de cycles, donc 3x plus de fatigue.

Tu peux ouvrir la boîte à équations si tu veux, mais il n'y a même pas besoin d'aller jusque là. La variation de vitesse n'a pas besoin d'être grande pour avoir une influence. A partir du moment où tu exerces un couple excédentaire, il y a accélération, et inversement. Soit l'ensemble est considéré infiniment rigide et on peut dire que les bouts de pale accélèrent (peu probable), soit l'accélération est absorbée par effet élastique de la transmission et des pales (plus réaliste). Dans tous les cas, à partir du moment où tu augmentes ton inertie en amont de l'hélice, c'est une partie de l'énergie générée qui est absorbée pour l'accélération de cette inertie et qui ne sera pas redistribuée à l'hélice. Les phénomènes de vibrations torsionnels ne sont pas très simples à modéliser mais l'amplitude des déformations est souvent plus élevée qu'on ne le pense ...
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JETHRO
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Re: Adaptation d'un type d'hélice à un type de moteur

Message par JETHRO »

Bonjour à tous,

Désolé, les amis, il y a un hiatus qui se glisse dans vos raisonnements : vous n'intégrez pas, dans vos réflexions et démonstrations, un élément pourtant primordial, et incontournable : LE FACTEUR TEMPS !

Répicatulons depuis le bédut... Ooooppsss ! Récapitulons depuis le début ! :D

Le couple est une valeur statique : C'est le produit d'une force par une distance, pour faire simple.
Une force est une donnée permanente (tant qu'elle existe...), une distance est l'écart mesuré entre deux points fixes.
Aucun élément relatif au temps dans cette affaire...

Et c'est bien constaté tous les jours : quelque chose qui a été serré à un certain couple sera toujours serré au même couple (sauf évidement si on a dépassé ses caractéristiques élastiques, serrage, fonctionnement, environnement...).
Ainsi, la bougie de votre moteur qui a été serrée au couple préconisé par le constructeur ( torquée, diront certains) à l'aide d'une clé-couple idoine (clé à torquer...), sera toujours serrée au même couple 1 mois ou 10 ans plus tard... sauf démontages entre-temps, bien sûr ! :lol:

Par contre, la vitesse (de rotation, en l'espèce) est une valeur dynamique, donc relative au temps : c'est une distance parcourue en un certain laps de temps.
En mécanique dynamique, le temps est toujours considéré rapporté à sa valeur unitaire, à savoir la seconde.
On parle bien de mètres par seconde, que l'on écrit : m . seconde-1

Par conséquent, la puissance, qui est effectivement ;) le produit du couple (statique) par la vitesse (dynamique), est une grandeur dynamique, qui s'écrit :
C (couple) . vitesse (de rotation) = Couple . Distance parcourue . Seconde-1

Alors, quid de notre débat, me direz-vous ? :roll:

C'est bien simple : l'étalon temps étant la seconde, il convient de considérer le temps, invariable aussi bien pour la vitesse de rotation du moteur lui-même avant réducteur que pour la vitesse de rotation après réducteur, donc sur l'hélice. :D

Ainsi considéré, l'hélice subira, par seconde, autant de pointes de couples que le moteur n'en délivrera par seconde, la valeur de chaque pointe étant multipliée par le rapport de réduction... :D
Le couple moyen appliqué à l'hélice sera aussi le couple moyen du moteur multiplié par le rapport de réduction (tout cela sans tenir compte du rendement du réducteur...) ! :D

Et de ce fait, l'hélice subira, pour une rotation complète d'elle-même derrière son réducteur, le nombre de pointes de couple délivrées par le moteur pour une révolution d'icelui, multiplié par le rapport de réduction... mais dans un temps multiplié aussi par le rapport de réduction ! :lol:

Parce qu'il ne faut pas oublier que si le réducteur multiplie le couple moteur par son rapport de réduction, il divise aussi la vitesse dudit moteur par le même rapport !

Ainsi, quel que soit le rapport de réduction, notre équation de puissance est bien conservée (au rendement de réducteur près, évidemment) ! ;) ;) ;)

Conclusion : le temps est bien omniprésent dans l'affaire, le point commun est bien le temps (la seconde) avant et après réduction, et ce ne sont pas les tours moteur ou les tours d'hélice qu'il convient de prendre en compte ! :lol:

Bien cordialement, et bonne bibine pour les assoiffés ! ;)
Dernière modification par JETHRO le 23 juil. 2014, 12:28, modifié 3 fois.
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yellow_submarin
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Re: Adaptation d'un type d'hélice à un type de moteur

Message par yellow_submarin »

Tant de poésie pour ça !

Quand on parle de tant de tours d'hélice ou de vilo, c'est dans un intervalle de temps donné, ce qui revient au même ?!
ramoneur
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Re: Adaptation d'un type d'hélice à un type de moteur

Message par ramoneur »

Bon reprenons pour JETHRO qui n'a pas dû tout lire ce qui précédait, les autres peuvent sauter la partie en rouge

Un couple est le produit vectoriel de la force par la distance. La force ce sont des newton (avec une minuscule) notés N
Le couple est facétieux, il lui arrive d'être statique ou de tourner à une vitesse en radians par secondes et là il produit , par un petit miracle, de la puissance qui sont des watts eux même étant des joules par seconde. Çà y est, on a de bonne bases...parfaitement inutiles d'ailleurs dans ce sujet.
Et sans vouloir le vexer en aucune manière la puissance est la force x distance x seconde-1 et non pas le couple x ;)

Dans tous nos échanges, on n'a jamais oublié le temps car on a bien parlé de durée et de fréquence. Fermons donc cette parenthèse distrayante.


Simplifions un max et prenons un moteur monocylindre 4 temps. Il y a une explosion tous les 2 tours et on va dire que le temps moteur dure 90° = 360° /4 temps. Le couple généré pendant cette période a une certaine forme avec une valeur de crête que l'on va nommer pic @vitesse sans lui demander son approbation ;)

Voici un premier de moteur de puissance P @3000 tr/mn. 3000 Tr/mn c'est 50 hertz, 50 hertz c'est une période de 20 ms l'impulsion de couple de valeur pic @3000 dure donc 5 ms. Pour ceux que cette discussion n'a pas encore saoulé 5 =20 * 90 /360.
A l'autre coin du ring est un moteur de puissance P@9000 tr/mn avec un réducteur de rapport 1/3. Ce réducteur n'a pas d'amortisseur de couple, ni aucune élasticité cachée dans un coin histoire de lutter à armes égales de manière chevaleresque. L'impulsion de couple moteur dure 5/3 de ms mais arrive trois fois plus souvent que le moteur précédent. L'impulsion de couple pic @9000 est donc 3 fois plus faible pour avoir une valeur moyenne du couple trois fois plus faible mais la même puissance. On a donc pic @3000 = 3 x pic @9000.

Le réducteur ne change rien aux nombre d'impulsions de couple du moteur par unité de temps.

Dans le cas d'une prise directe, ou a donc une impulsion de valeur pic @3000 de durée 5 ms tous les 2 tours et avec le réducteur de rapport 1/3, trois impulsions de durée 5/3 de ms et de valeur 3 x pic @9000 tous le 2 tours.

Egalité parfaite des deux belligérants pour la valeur de crête du couple... et toc (pour faire plaisir à Clouds ;) )
Cela va faire plaisir aussi à JETHRO car il y plein de ms ;)

et je vais me servir une bière.
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Clouds

Re: Adaptation d'un type d'hélice à un type de moteur

Message par Clouds »

C'est quoi la marque de cette bière ?
Le sujet est la fatigue d'une hélice selon l'entraînement
Durée d'un pic de couple n'est pas amplitude et la forme et la frequence des accélérations angulaires sur un cycle (2 tours selon ton exemple d'un monocylindre) vont être radicalement différentes
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gazaile100
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Re: Adaptation d'un type d'hélice à un type de moteur

Message par gazaile100 »

Clouds a écrit :C'est quoi la marque de cette bière ?
"Delirium tremens", suivie d'une gueuse "mort subite". Mélange détonant vu l'état des protagonistes de cette joute :!: :!: :!:
XK9 (FK9 Mk3 modifié train classique avec moteur VIJA 100cv, injection)
basé LFAD (Compiegne-Margny)
Clouds

Re: Adaptation d'un type d'hélice à un type de moteur

Message par Clouds »

"Persevare diabolicum " et 18° minimum
Mais je crois deceler un peu de provoc chez certains Un peu comme si on se faisait ramoner ...
Amusant, il faut juste garder les ailes a plat
Bons vols en tous genres
ramoneur
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Re: Adaptation d'un type d'hélice à un type de moteur

Message par ramoneur »

Clouds a écrit :C'est quoi la marque de cette bière ?
Le sujet est la fatigue d'une hélice selon l'entraînement
Durée d'un pic de couple n'est pas amplitude et la forme et la frequence des accélérations angulaires sur un cycle (2 tours selon ton exemple d'un monocylindre) vont être radicalement différentes
Un biere belge une fois ...Hips

La forme du pic de couple est similaire, moteur rapide ou pas, c'est grossièrement un triangle

Image

que le monteur soit un mono ou un multicylindre ne change rien. L'inertie ne change rien à la forme du couple, mais change l'accélération angulaire
Un triangle à une surface qui dépend de sa hauteur et de sa base (durée en ce qui nous concerne en secondes...histoire de faire plaisir)
La valeur moyenne ne dépend que du rapport entre la durée de l'impulsion et la durée de "roue libre" et ce rapport est constant, 90°/360
Je ne confonds pas la durée et l'amplitude, si tu l'as vu change de marque de bière :lol:

Tu a le droit de lire ce que tu veux et comprendre de la manière qui te plait, mais tu ne devrais pas me l'attribuer.
Tu risques de te faire ramoner et si quelqu'un y voit de l’agressivité, voir la phrase qui précède.

Bon je vais chercher le décapsuleur.
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Clouds

Re: Adaptation d'un type d'hélice à un type de moteur

Message par Clouds »

Sauf que sur ce joli dessin le couple de compression devrait être négatif
Ne devait il pas ?
Mais c'est une courbe de pression de chambre

Au fait pourquoi les heliciers affirment qu'une hélice bois est une valeur sûre sur les moulins directs ?
piwip

Re: Adaptation d'un type d'hélice à un type de moteur

Message par piwip »

voilà la bonne question ? le bois ? ce sujet est fort intéressant, les explications techniques et les calculs des amis précédents, faut bien relire pour assimiler, mais plein de bonnes choses là dedans . alors oui, on dit que le bois résiste plus que les autre matériaux pour un usage d'hélice? ce sont les fibres et leur disposition peut être ?
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Daniel C
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Re: Adaptation d'un type d'hélice à un type de moteur

Message par Daniel C »

Clouds a écrit :Sauf que sur ce joli dessin le couple de compression devrait être négatif
Ne devait il pas ?
Mais c'est une courbe de pression de chambre

Au fait pourquoi les heliciers affirment qu'une hélice bois est une valeur sûre sur les moulins directs ?
C'est vrai, c'est la courbe de pression, ta sagacité n'a pas été prise en défaut. Le bois ne présente pas de phénomène de fatigue.

Ce n'est pas comme ce sujet :lol:
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ramoneur
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Re: Adaptation d'un type d'hélice à un type de moteur

Message par ramoneur »

ramoneur a écrit :
Simplifions un max et prenons un moteur monocylindre 4 temps. Il y a une explosion tous les 2 tours et on va dire que le temps moteur dure 90° = 360° /4 temps. Le couple généré pendant cette période a une certaine forme avec une valeur de crête que l'on va nommer pic @vitesse sans lui demander son approbation ;)
Cela avait échappé à la sagacité de Clouds, aux yeux affutés de nos lecteurs et aux miens un peu glauques....

Deux tours c'est 720 degrés et un temps moteur c'est 180°. Il va de soi qu'il faut changer les temps de l'impulsion et de la période, cela ne change rien aux valeurs moyennes ni aux phénomènes.
Je pourrais tout reprendre mais je ne suis pas fait du bois dont on fait les hélices car cela me fatigue

Je n'aurais pas du abuser de la bière, je me mets à l'eau gazeuse :lol:
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Re: Adaptation d'un type d'hélice à un type de moteur

Message par Daniel C »

Clouds a écrit :Sauf que sur ce joli dessin le couple de compression devrait être négatif
Ne devait il pas ?
Mais c'est une courbe de pression de chambre

Au fait pourquoi les heliciers affirment qu'une hélice bois est une valeur sûre sur les moulins directs ?
Je ne pense pas. La pression augmente quand le cylindre comprime et cela grimpe fortement quand le mélange est allumé. Cela semble logique. Le couple par contre est résistant (négatif) car on est avant le PMH.

Sur ce document page 6

http://enault.christian.free.fr/sti2d/e ... source.pdf

on trouve un dessin de l'allure du couple. C'est effectivement plus proche d'un triangulaire que d'un carré. ;)
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Clouds

Re: Adaptation d'un type d'hélice à un type de moteur

Message par Clouds »

Il y a forcément un couple négatif qui correspond à la restitution de l'énergie cinétique de l'ensemble mobile qui permet d'avoir le cycle de compression
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