Déduire du rapport NACA 640 que le rendement d'une hélice non contrarotative ne peut dépasser 86% est une erreur courante.
Plusieurs raisons à cela :
- une seule géométrie de pale a servi à cette campagne d'essais en soufflerie.
- le vrillage de cette pale n'était pas adapté au calage de meilleur rendement.
- la prise en compte de l'aérodynamique nacelle motrice utilisée.
Donc admettre ce "86%" comme rendement maximum possible, c'est admettre :
- que la corde et les profils n'ont aucune influence sur les caractéristiques d'une hélice.
- que le vrillage n'est pas important.
- que seul le diamètre, le régime et le nombre de pales ont de l'importance.
Si on considère ce rapport NACA 640 comme la Bible de l'hélicier, je propose d'utiliser des planches en guise de pales. Il suffira juste de bien choisir leur nombre, leur longueur et éventuellement leur calage.
A présent, les composites permettent des formes s'éloignant beaucoup de la Sainte Pale NACA 640 (grosso modo celle d'une majorité d'hélices bois).
La soi-disant limite absolue des "86%" de rendement hélice est donc simplement une idiotie. Je ne suis pas le seul à le penser : les ingénieurs de l'ONERA spécialistes en hélices avec qui je communique régulièrement sont exactement du même avis.
Mes calculs me disent que dans certains cas un rendement de 95% est possible, même sans solution contra-rotative.
Bien sûr que je me méfie des calculs.
Mais il est clair que par manque de moyens, personne à ce jour n'a fabriqué un grand nombre de pales ni payé un grand nombre de passages en soufflerie pour vérifier d'autres hypothèses que celles émises par le rapport NACA 640. Il n'y a pas d'enjeux commerciaux suffisants, d'autant que jusqu'à ces dernières années, la certification obligatoire rendait quasiment impossible l'innovation.
Par contre, les contraintes de tenue mécanique et la prise en compte des performances au décollage donnent une limite pratique autour de 90% sur les machines rapides.
Car le rendement au point d'adaptation ne sert pas à grand chose si l'hélice ne permet pas de décoller. Mais il n'est pas impossible de faire mieux.
Attention, je n'ai pas dit que toutes les hélices E-Props atteignent 90% de rendement !
Les contraintes de diamètre / régime de rotation font que certains modèles pour paramoteurs plafonnent autour de 30%. Quand la concurrence est autour de 28% ça laisse quand même un gain notable :p
Sur autogire 914, à 140 km/h plein gaz, Excalibur 4 diamètre 168 plafonne à 74% de rendement.
(si quelqu'un sait comment atteindre 86% pour ce cahier des charges, faut pas attendre, y a un vrai besoin !).
Dans l’immédiat les 74% de rendement permettent quand même un gain plus qu'incroyable de l’ordre de +35 km/h en croisière 4500 RPM pour le même régime plein gaz à 80 km/h.
Je publierai bientôt le rapport d'essais complet sur ces essais, réalisés par un de nos clients.