Combien de pales pour une hélice?

[Aeroxav]

Bonjour à tous,

Une âme chéritable pourrait-elle m'expliquer la différence entre une hélice à 4 et à 3 pales? Y a-t-il des différences de performances en terme de vitesse, d'acoustique, de consommation, etc...? Je ne parviens pas à comprendre ce qui justifie que certaines machines soient équipées en 3 pales et d'autres en 4.

Par avance merci

Bons vols à tous

[serge5694]

impossible de répondre il y a trop de paramètres à prendre en compte: puissance, vitesse de rotation hélice, vitesse de l'appareil, diamètre hélice, tractive ou propulsive, trainé de l'appareil, nivau sonore, paramètre recherché monté croisière décolage, cout, et j'en oublie certainement.

[JETHRO]

Bonjour à tous,
Une âme chéritable pourrait-elle m'expliquer la différence entre une hélice à 4 et à 3 pales? Y a-t-il des différences de performances en terme de vitesse, d'acoustique, de consommation, etc...? Je ne parviens pas à comprendre ce qui justifie que certaines machines soient équipées en 3 pales et d'autres en 4.
Par avance merci
Bons vols à tous

Bonsoir Aerovax,

"chéritable", je suppose que tu as voulu dire "charitable"...
Tu as de ces questions...
... Qui supposent que tu ne connais strictement rien à l'hélice aérienne !

Ça craint !

Bon, en tant qu'âme charitable, je m'en vais essayer de faire une B.A. qui me sera peut-être récompensée par un bout de coin de paradis de pilote...

On va supposer que tu as bien intégré le fonctionnement de l'aile d'un aéronef... et je vais essayer de t'en rappeler les (très) grandes lignes :

- Une aile est un solide d'une forme bien définie ( profil), d'une longueur bien définie (envergure), d'un allongement bien défini (rapport entre la corde et l'envergure), qui se déplace dans un fluide d'une densité bien connue, avec une certaine vitesse.
- Cette aile subit, en fonction de sa position (inclinaison ou angle d'attaque) dans l'écoulement du fluide, de son profil, de son envergure et de son allongement, une force de freinage (dite force de traînée), et une force de sustentation, (dite force de portance).

Une pale d'hélice n'est rien d'autre qu'une aile :
- elle en a la forme bien définie, que l'on appelle le PROFIL (même profil que pour une aile),
- elle en a la longueur (l'envergure), qui n'est autre que son rayon maximal de rotation autour de son axe d'entraînement,
- elle en a un certain allongement (rapport entre sa corde et sa longueur),
- elle se déplace dans l'air qui a une densité bien connue : 1,225 (g/L, ou kg/m³),
- et elle s'y déplace avec une vitesse de rotation bien connue, en tours par minute (rpm).

Mais ce qui différencie la pale d'hélice d'une aile d'avion, c'est que la pale est entraînée par une de ses extrémités selon un axe de rotation : ceci implique que la vitesse avec laquelle la pale se déplace dans l'air varie en fonction de son rayon, ou plus exactement, en fonction du rayon considéré... qui est sa vitesse circonférentille au point du rayon considéré, et c'est bien là que ça commence à se compliquer... !

De plus, l'hélice n'est pas conçue pour fonctionner en tant que truc-machin immobile au sol (ça, ça s'appelle un ventilateur !) : l'hélice est faite pour entraîner un mobile aérien dans le fluide air, à une certaine vitesse sur une trajectoire définie (différente de la vitesse circonférentielle).

Toujours pour faire simple, une pale d'hélice, en tournant, subit donc deux forces : une force de "sustentation" (comme une aile) dite ici force de "traction" (ou de propulsion pour une hélice propulsive), et une force de traînée, qui est à vaincre par la puissance motrice.

On conçoit donc dès lors, que plus le nombre de pales est grand, plus l'hélice est capable de tracter (ou de pousser)... mais qu'aussi, inéluctablement, plus le nombre de pales est grand, et plus l'hélice nécessite de puissance pour vaincre sa force de traînée !

C'est donc en jouant à la fois :
- sur le profil,
- sur l'allongement,
- sur le rayon maximal de rotation (limité par la hauteur disponible selon le train d'atterrissage... et par la vitesse du son dans le fluide),
- sur la vitesse de rotation (limitée par le moteur/réducteur, et également par la vitesse du son dans le fluide),
- sur le nombre de pales,
- ET surtout en tenant compte de la vitesse de translation (prévue ou espérée) du mobile aérien considéré,

que l'on peut alors seulement établir un projet d'hélice pour ledit mobile aérien qui présente des chances d'être... pas trop mal adapté.

Pour te répondre encore plus simplement, une hélice à deux pales larges peut tirer aussi fort qu'une hélice à trois pales plus étroites mais de même diamètre, les deux hélices nécessitant la même puissance... le résultat final complet dépend de bien d'autres facteurs.

Une hélice est un problème tordu, qui n'est pas facile à résoudre.

Des centaines d'ingénieurs se sont penchés sur ce problème depuis des décennies... sans jamais l'avoir complètement résolu : il est donc extrèmement difficile de le cerner sans se contraindre à de très profondes réflexions... plus ou moins mathématiques... et d'un certain niveau !

Bien cordialement,

[Aeroxav]

Merci Col. Jethro

Tes explications sont très claires (on sent l'inspiration de Boileau ). Je comprends le subtil compromis qui doit être recherché entre l'ensemble des paramètres. La moindre variation a des implications de taille sur les performances et le pilotage de la machine pour laquelle l'hélice a eté "calculée". En revanche, devant un tel constat, je ne peux que m'interroger à nouveau. Certains constructeurs comme Aircréation, pour les pendulaires par exemple, proposent en option à l'achat de remplacer l'hélice standard par une autre avec une pâle en plus ou en moins. Plusieurs hélices conviendraient-elles à plusieurs machines sans pour autant altérer les performances voire les améliorer, même?

[Yankeeromeo]

Comme l'a déjà indiqué Col. Jethro, une hélice utilisant le même type de pales aura besoin de plus de pales pour transmettre plus de puissance, sinon on serait obligé d'augmenter le diamètre, ce qui n'est pas toujours (souvent) possible.
En revanche, lorsque l'on parle des hélices différentes, en sachant que leur performances dépendent de très nombreux paramètres, on ne peut pas définir la performance probable d'une hélice en se basant uniquement sur son nombre des pales.
Pour répondre directement à ta question : oui, bien sûr, plusieurs hélices conviennent à plusieurs aéronefs.
C'est même tout intérêt d'en essayer plusieurs et de constater soi-même les différences.

[Aeroxav]

D'accord, c'est très clair. Merci pour vos explications.

Bien cordialement...

[JETHRO]

... C'est même tout intérêt d'en essayer plusieurs et de constater soi-même les différences.

RINGNINGNIN... non, non, je ne me sens pas visé, là...

[gazaile100]

bien sûr, plusieurs hélices conviennent à plusieurs aéronefs.
C'est même tout intérêt d'en essayer plusieurs et de constater soi-même les différences.

Bah oui, dailleurs j'attends toujours un colis d'Alsace pour voir ce que donne une Peszke sur un Vija!!!!

Et si je dois venir la chercher, je me pose ou?

[Aeroxav]

Tien, d'ailleurs... Y a-t-il de meilleures marques d'hélices que d'autres? Et des fabricants à éviter?

[Yankeeromeo]

Au Polygone (LFGC), l'aérodrome rouge-et-blanc... c'est pittoresque, avec la cathédrale au fond, et les paras au-dessus.
(Houssen (LFGA) est est sympa aussi, mais il y a l'AFIS, et la taxe... Quant à Albé (LF6721) c'est une piste privée, soumise à l'autorisation.)

Vu la pèche qu'a ce moteur apparemment, ça doit être intéressant avec une Péchké !

[gazaile100]

Au Polygone (LFGC), l'aérodrome rouge-et-blanc... c'est pittoresque, avec la cathédrale au fond, et les paras au-dessus.
(Houssen (LFGA) est est sympa aussi, mais il y a l'AFIS, et la taxe... Quant à Albé (LF6721) c'est une piste privée, soumise à l'autorisation.)

Je connais les 2 premiers pour m'y etre posé en DR400, et le troisième en tant qu'ex aéromodeliste. j'y ai même fait un vol en jojo il y a bien longtemps...
Colmar est restreint aux ULM basés, je crois.

Vu la pèche qu'a ce moteur apparemment, ça doit être intéressant avec une Péchké !

Bah oui, d'où mon appel du pied...
Tu seras à Blois, pour le RSA ou pour le salon ULM?
Je viens aux 2, si la méteo se met (enfin) de mon coté. P... de Chnord. j'ai au moins 2 cm de poussière sur les ailes, là

[popele3]

Au Polygone (LFGC), l'aérodrome rouge-et-blanc... c'est pittoresque, avec la cathédrale au fond, et les paras au-dessus.

Tu veux dire comme ici :
fS8gd9BF8oM

(Bon, ça date un peu, y a eu des constructions depuis...)

[Yankeeromeo]

En effet.
Il y a surtout une cible rembourrée, à la place du gravier... ça fait du bien pour ceux qui visent...
Sinon, une bonne vision de l'environnement, on voit bien le Rhin et le Baggersee .

[Aeroxav]

Euh... Pardon, mais on parle de quoi, là?

[Aeroxav]

Tien, d'ailleurs... Y a-t-il de meilleures marques d'hélices que d'autres? Et des fabricants à éviter?

Quelqu'un aurait-il des retours d'expérience positifs ou négatifs?