Régime de rotation idéal pour les hélices d'ULM ?

C'est un moteur de voiture turbo-compressé à injection directe dont l'année de naissance est 2012.
Puissance : 123 ch. Nombre de cylindres : 3.
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williwilli
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Re: Régime de rotation idéal pour les hélices d'ULM ?

Message par williwilli »

Bonjour à tous,

J'essaie, depuis quelques temps, de comprendre le fonctionnement d'une hélice, dans le détail.

J'ai compris quelques trucs, mais une chose me tarabuste : Comment est il possible que la traction diminue avec l'augmentation de la vitesse d'avancement (puisque traction égale : la puissance utile / la vitesse - si je ne me trompe...), alors que la trainée augmente avec cette même vitesse ???? (Vous me suivez ?)
Comme la traction est là pour(à minima, cas d'un vol à vitesse stabilisée et en palier) équilibrer la trainée, plus on va vite, plus on a besoin de traction... (Vous me suivez toujours ????). Or, plus on va vite, moins on a de traction ... Y'a comme un truc qui m'échappe.

Quelqu'un peut il éclairer ma lanterne ?????

D'avance merci !!

Bien amicalement

Pascal
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Jodel F11
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Re: Régime de rotation idéal pour les hélices d'ULM ?

Message par Jodel F11 »

Bonjour
Une hélice c'est comme une aile d'avion en montée elle a un angle d'attaque important en croisière rapide les ailes ont un faible angle d'attaque il en vas de même avec les pales d' hélice lorsque l'avion avance vite l'angle d'attaque des pales diminue, par rapport au vent relative .
En vol en croisière touche pas a la poigner a gaz , tire sur manche la vitesse diminue , les RPM diminuent , pousse sur le manche la vitesse augmente les RPM augmentent .

On vas prendre un exemple d'avion bien connu un Piper J3
Moteur Continental A65 65 hp a 2300rpm hélice a pas fixe diametre 1,88metre pas 1,10 metre , démarrage en brassant l'hélice .
la traction est maximum plein gaz en statique soit 2150rpm
lorsque l'avion avance décolle en montée la traction diminue les RPM augmentent a 2200rpm
En palier toujours plein gaz la vitesse augmente 150 kmh la traction diminue les RPM augmentent 2300rpm
en légère descente la vitesse augmente encore vers 160 kmh la traction diminue le moteur dépasse le rouge 2300rpm .

lorsque un avion en vol , on s'approche du pas théorique sans glissement en bout de pale de l'hélice , il y a peu de traction ..
c'est le cas en descente rapide l'hélice entraine le moteur , il faut réduire .
Un Piper J3 a bonne altitude , ont coupe les magnétos en vol , si tu réduit sa vitesse au décrochage , l'hélice arrête de tourner ,l'avion devient un planeur , il faut piquer pour atteindre une vitesse autour 190 kmh pour que l'hélice parte a tourner autour de 2300rpm , elle ne produit aucune traction , plutôt un freinage de l'avion .
Moteur en panne complette , si hélice tourne en moulinet , l'avion a moins de finesse , hélice arrêter l'avion plane plus loin ..
lors d'un simulation de panne moteur, il faut garder 1400 a 1500rpm sur le moteur pour avoir une hélice (transparente) cela donne la mêmes finesse ,que une hélice droite arrêté .
La question initial de ce post est plus large que une simple réponse de régime de rotation de l'hélice .
Une hélice doit être adapté d'abord au moteur , ensuite a l'avion , et a l'usage que on veut faire de l'avion .
Un Piper PA 18 moteur 160hp sur roue on pose une hélice de diamètre 1,88m un pas de 1,40m le même avion sur flotteur hydravion , on pose une hélice de 2,08m , un pas de 1,10m .
Pour un bon nombre d 'avions le régime de crosière est 2400rpm maximum 2750 rpm
les diamètres des hélices varie Cessna 150 1,75m ; Cessna 172 1,90m; Cessna 180 2,16 m pourtant ces moteurs tourne au maximum 2750rpm (c'est musical sur un Cessna 180 au décollage)
En général les diamètres les plus répandu sur de nombreux avions certifiés c'est 1,88 mètre .

André
wove
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Re: Régime de rotation idéal pour les hélices d'ULM ?

Message par wove »

@williwilli :
tu parles certainement d'une hélice à "pas fixe", les plus simples pour commencer à comprendre.
Si on garde la même vitesse de rotation de l'hélice, alors sa traction diminue quand la vitesse d'avancement augmente, comme tu l'as dis. Et comme tu le soulignes, il faudrait au contraire augmenter la traction pour aller plus vite avec l'avion.
Alors que doit-on faire pour aller plus vite et équilibrer la trainée supérieure ? => augmenter la vitesse de rotation de l'hélice (en réglant le moteur avec plus de puissance grâce à la manette des gaz).
Est-ce que ce point permet de compléter ta compréhension du fonctionnement ?
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sonex710
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Re: Régime de rotation idéal pour les hélices d'ULM ?

Message par sonex710 »

williwilli a écrit : la traction diminue avec l'augmentation de la vitesse d'avancement alors que la trainée augmente avec cette même vitesse ????
Pascal
C'est exactement ça, c'est ce qui fait que ce fonctionnement est stable, il n'y a qu'un seul point de fonctionnement, une seule vitesse de vol possible avec une puissance donnée (vario = 0 ... ).

C'est comme l'adaptation d'une pompe avec les pertes de charge d'un circuit ;)
Plus les courbes se coupent avec un "angle proche de 90°", plus le point de fonctionnement est stable.

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A+!
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Jodel F11
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Re: Régime de rotation idéal pour les hélices d'ULM ?

Message par Jodel F11 »

Bonjour
La vitesse d'un avion dépend surtout de son dessin , de sa forme aérodynamique , l'hélice et le moteur n'ont que une petite influence .
Il faut savoir que au test des avions modifiés ou expérimental , ils ont tous une vitesse plafon, ou il devient difficile de l'augmenter , sans un un gros travail sur l'aerodynamique de la structure .

A titre exemple un Piper J3 avec son moteur original 65hp vol au maximum 150 kmh tu pose un 100hp tu vas a 160 kmh
un Cessan 150 avec moteur standar vol 160 kmh tu pose un 150hp il vol a 180 kmh mais il décolle et grimpe plus du double
la vitesse maximal plein gaz ,de l'avion ne dépend pas automatiquement de l'hélice .
Normalement une hélice adapter a un moteur, on lui met un pas , pour que en palier plein gaz il arrive a atteindre le tours minutes maximum pour en sortir toute sa puissance.
Au test plein gaz en palier sur avion lent Piper PA18 une hélice avec un pas plus petit permet a l'avion de voler plus vite qu'une hélice a un pas plus grand
la raison c'est que avec un grand pas on arrive pas a aller chercher la puissance maximum du moteur . (c'es l a cas de nombreux avion certifié ou on pose des hélice a grand pas cele permet une bonne vitesse de crosiere a 65% économique. Aussi cela empêche le pilote de location de faire tourner le moteur dans le rouge .

Une remarque sur les hélices a pas variable , c'est valable sur des avion rapides, ou une hélice a pas fixe devient pénalisante au décollage et en montée. Souvent le constructeur fait le compromis de diminuer le diamètre et la larguer des pales (hélice du Cessna 150 qui est la plus petites des avions americains).
je vois pas la pertinance de poser une hélice a pas variable sur un Piper J3 ou jodel D112 la vitesse de monté et la vitesse de croisiere le differentiel est faible .
De nombreux avions rapide VANS RV 6 ;8 on un hélice a pas fixe diamètre 1,80m ,pas 2,08m il vol a 300 kmh . Théorique sans glissement a chaque tour d'hélice il avance de 2 mètres. Au départ le rendement n'est pas bon, mais aprés avoir pris de la vitesse cela s'améliore , pour avoir un meilleur rendement ,la montée se fait moins prononcé , majorer la vitesse , ce qui donne des tours au moteur aussi un meilleur refroidissement
Rarement sur les hélices de petits avions , le pas est supérieur au diamètre
Sur un ULM avec un Rotax 912 ou l'hélice tourne a 2300 rpm maximum , une bonne hélice a pas fixe donne satisfaction , par sa simplicité .

André
wove
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Re: Régime de rotation idéal pour les hélices d'ULM ?

Message par wove »

sonex710 a écrit : Plus les courbes se coupent avec un "angle proche de 90°", plus le point de fonctionnement est stable.
Ok pour l'idée, avec cette approche très visuelle. Mais prudence quand même (les guillemets étaient très bien), car les courbes peuvent se couper avec l'angle qu'on veut juste on contractant ou en dilatant les échelles des axes sur le graphique. ;)
beaujeu
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Re: Régime de rotation idéal pour les hélices d'ULM ?

Message par beaujeu »

Vu que la puissance motrice est le produit de la traction de l'hélice par la vitesse de translation, à puissance donnée du même moteur on a forcément moins de traction en allant plus vite, et inversement. Idem dérailleur de vélo ou boîte de vitesses.
wove
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Re: Régime de rotation idéal pour les hélices d'ULM ?

Message par wove »

mais on n'est pas à puissance donnée : en allant plus vite en palier, on a plus de trainée, plus de traction, une plus grande vitesse de rotation de l'hélice (si à pas fixe), plus de puissance (en jouant sur la manette des gaz), et en bonus plus de consommation d'essence.
wove
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Re: Régime de rotation idéal pour les hélices d'ULM ?

Message par wove »

(la fonction "éditer" ne semble plus fonctionner)
mais on n'est pas à puissance donnée : [edit] pour un avion/moteur/hélice donné, en allant plus vite en palier : on a plus de trainée, plus de traction, une plus grande vitesse de rotation de l'hélice (si à pas fixe), plus de puissance (en jouant sur la manette des gaz), et en bonus plus de consommation d'essence.
beaujeu
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Re: Régime de rotation idéal pour les hélices d'ULM ?

Message par beaujeu »

Je maintiens ce que je disais : je répondais à l'étonnement de williwilli devant le fait que la traction diminue avec la vitesse.
wove
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Re: Régime de rotation idéal pour les hélices d'ULM ?

Message par wove »

j'avais compris que son étonnement était plutôt : comment ça peut aller plus vite s'il y a moins de traction ?
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Jodel F11
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Re: Régime de rotation idéal pour les hélices d'ULM ?

Message par Jodel F11 »

Bonjour
Il faudrait pas mélanger une hélice a pas variable et une hélice a pas fixe.
Un aucun cas un avion volera plus vite que le pas théorique de l'hélice
Avec une hélice a pas fixe , plein gaz en montant et plein gaz en palier dans quelle cas la traction est la plus forte ?
Un avion en descente plein gaz il vol vite , la traction est comment ?

Curieusement le terme traction n'est pas toujours bien compréhensible
Il bien des années un pilote avec un ULM moteur Rotax deux temps 540 60 hp arrive sur la piste avec une balance a traction pour comparer avec le Jodel Lycoming 135hp hélice de 1,88 avion attaché a terre plein gaz , au test le Rotax 60 hp tirait plus fort que le Lycoming ..
Sur ce je lui propose de vérrifier pratico -pratico les deux avions sur la piste côte a côte , au départ ulm accéller et décolle plus vite que le Jodel une fois décollé , le Jodel grimpe plus vite et vol plus vite . Moralité la traction et le test d'une balance accroché a l'avion ne veut pas dire grand chose .
il y a tellement de facteurs qui entre en jeux le poids de l'avion le diamétre , le pas de l'hélice .

Tous les avions STOL de compétiton on des grandes hélices a petit pas fin , pour utiliser le maximum de puissance du moteur au décollage , en vol en palier l'hélice approche de la vitesse du pas théorique avec un faible glissement .
Plein gaz en palier cela dépasse le rouge du moteur
https://youtu.be/H8Kr5PLzQ-s
heliuse
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Re: Régime de rotation idéal pour les hélices d'ULM ?

Message par heliuse »

Bonjour à tous.
Tous ceci de donne pas la vitesse idéale du bout de pale de l'hélice pour le meilleur rendement.
Par exemple un ultrastar 130kg à vide vne 130km/h croisière 80km/h, petit diamètre d'hélice 123cm, tractée par un rotax de 447 40ch à 6500 tr/mn,
Quelle sera la meilleure réduction ? 1 pour 2 pour une vitesse de bout de pale à 204m/s ou reducté à 1 pour 2.58 pour 162m/s ?
Merci.
Dernière modification par heliuse le 21 juil. 2021, 22:09, modifié 1 fois.
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gazaile100
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Re: Régime de rotation idéal pour les hélices d'ULM ?

Message par gazaile100 »

Bonjour heliuse,
Un beau déterrage de post que voila!
J’ignore si tu obtiendras la réponse à ta question, mais ce que je sais, c’est qu'ici, on est entre personnes plutôt bien éduquées, même si ont se tutoie tous, et qu’on aime bien savoir à qui on s’adresse.
Il n’y a pas de passe sanitaire pour entrer ici, par contre il se pourrait qu’on soit amenés à mettre en place un passe politesse!
Une petite présentation sera donc la bienvenue. C’est tellement plus agréable...
Bonne journée
XK9 (FK9 Mk3 modifié train classique avec moteur VIJA 100cv, injection)
basé LFAD (Compiegne-Margny)
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Marc B
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Re: Régime de rotation idéal pour les hélices d'ULM ?

Message par Marc B »

Comme tu dis, Gazaile, beau déterrage, en effet.
Post plein de nostalgie.
Marc
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