hélice a pas variable au sol ou en vol souvent mal adaptée

[serge5694]

Les hélices à pas variable au sol ou en vol sont souvent mal adaptées et les héliciers omettent bien souvent de donné le pas de référence de leurs hélices.

Une hélice ou plutôt ses pales ont un pas défini qu’on pourrai appeler pas de référence.
Les pales d’hélice sont vrillées ça n’a échappé à personne, ce vrillage est fait pour donner le même avancement a toutes les portions de l’hélice (pas), quand on fait varier l’incidence (calage) des pales on change le pas mais pas de façon uniforme sur toute la corde de la pale, quelques degré (2 ou 3°) de plus ou de moins que le pas de référence reste acceptable.

Comment définir le pas de référence ?


Il faut définir au moins 2 angles de corde de pale, attention la corde n’est pas l’intrados de la pale mais la droite fictive (corde) qui relie le point le plus en avant du bord d’attaque au bord de fuite


Une méthode simple avec un pied a coulisse : on place l’extrémité des becs du pied a coulisse sur les points cité plus haut, extrémité du bord d’attaque et de fuite, la pale bien horizontal on relève l’angle formé avec le manche par rapport a un fil a plomb ou avec un niveau, voir encore mieux avec un niveau électronique puisque le but est de trouvé la différence d’angle entre 2 relevés.

http://www.google.fr/imgres?q=indicateu ... x=64&ty=68

On relève au moins 2 angles de corde avec leurs distances du moyeu, exemple a 30cm du moyeu et presque en bout de pale.


On obtient par exemple (au hasard) 30° à 30cm du moyeu et 15° à 80cm on a donc 15° d’écart.

Le pas de référence doit répondre a l’égalité des 2 pas défini comme ici ou X = angle de la corde à 30cm pour le pas de référence. Tan = tangente

Tan de X x 30 x 2 x 3.14 = Tan de (X – 15°) x 80 x 2 x 3.14
Tan de X x 30 = T de (X – 15°) x 80
Tan de X x 30/80 = T de (X -15°)
Certains mathématiciens pourront peut-être résoudre cette équation, moi je fais plusieurs essai pour trouver la bonne valeur de X, dans notre cas presque 24.9°

Le meilleur rendement de cette hélice est au pas de : Tan de 24.9° x 30 x 2 x 3.14 =87.45 cm/tr
Tan de (24.9°-15°)x80x2x3.14=87.68
Dans le cas de notre montage ci-dessus, on a :

Un pas de Tan30°x30x2x3.14=108.7 cm proche du pied de pale
Un pas de Tan15°x80x2x3.14=134.6 cm proche du bout de pale
On imagine très bien le conflit et donc le mauvais rendement de l’hélice calé à ce pas,
Dépassé la vitesse de 109 cm par tour d’hélice elle vas même créer du recul sur sa partie central.
Exemple :
Si régime d’hélice = 2000tr/mn on obtient 1.09m x 2000 x 60 / 1000 = 130.8km/h a 30cm du moyeu bien sur
À 130km/h théorique cette section situé a 30cm du moyeu sera en transparence, aucune poussé la partie plus proche de l’axe freinera l’avion et le moteur sera moins bien refroidi.

Lors des premiers vol sur mon proto j’ai fais les frais de ce problème avec une hélice a pas variable électrique, plein petit pas ça semblais correcte au premier abord en vol plus je m’étais de pas accompagné au gaz pour garder le même régime et plus le phénomène de recul se faisait sentir (plus d’accélération au delà d’une certaine vitesse malgré le doublement de puissance) au point de réduire la vitesse plein gaz proche du grand pas et toujours avec le même régime d’hélice
En augmentant le pas conjugué a la vitesse de l’appareil on pourrai même obtenir une poussé nul et même a basse vitesse.

Peut on résoudre notre problème concernant notre hélice de l’exemple si dessus, oui en changeant le rapport de réduction afin de calé notre hélice proche de sont pas de référence mais c’est difficile à calculer car le pas moyen pratique de notre hélice mal calé est difficile à définir à cause des interférence du capot et autre traîné derrière l’hélice.
Pour une approche il faut mesuré le pas au milieu de la surface du disque balayé par l’hélice. Si notre hélice mesure 170cm de diam avec un cone de 25 cm la surface moyenne ce situe :

Surface du disque total (170/2)²x3.14=22686cm²
Surface du cone 490
½ surface =11098
Rayon du disque moyen = racine carré de [(22686-11098)/3.14]=60.7cm
On peu mesuré l’angle ou le calculer :
Pas de référence = 87cm
Tan X x 60.7 x2 x3.14 = 87
TanX = 87/ 60.7x2x3.14
TanX = 0.2282
invTan0.2282=X=12.85°
Plus les 5.1° de pas en plus (30°-24.9°) on a 17.95° a 60,7 cm
Pas moyen = Tan17.95x60.7x2x3.14 = 123.49
Vitesse théorique à 2000tr/m hélice =148 km/h (en bout de pale la vitesse devrai être plus grande cette partie de l’hélice va patinée et inversement au pied de pale)

(148km x1000)/(60x0.87m)=2835tr/mn
Il faudrait donc un régime d’hélice au environ de 2800 tr/mn pour avoir le meilleur rendement d’hélice.

J’ai mis tous les calculs pour ceux qui ne sont pas matheu.

Après il faut adapter a chaque appareil et à son désir pour valoriser la monté la croisière ou la vitesse max

Ce n’est qu’une approche pour voir si vous êtes proche du bon rendement, certains ne manqueront pas de compléter ou même de démolir cette théorie, qu’ils en donnent une meilleur. Bon calcul à tous.

[swiftlightpas]

Perso, les math m'ont toujours rebuté... mais vers le centre de l'hélice autour de la casserolle, la poussée produite est très faible non pas pour une question de pas, mais à cause de la faible vitesse air: au pif je dirais qu'il n'y a que la grosse moitié extérieure qui est vraiment efficace ...

[Yankeeromeo]

Les hélices à pas variable au sol ou en vol sont souvent mal adaptées et les héliciers omettent bien souvent de donné le pas de référence de leurs hélices.

T'en est sûr ? Aux quels héliciers fais-tu référence ?
Chez Peszke, en tout cas, cette information est toujours disponible, elle figure même dans le nom du modèle. Par exemple, AS-1730/1950 : la première valeur (en mm) est le diamètre, et la deuxième (en mm aussi) - le pas de référence, lequel est donné pour la position médiane de la pale. Médiane, cela veut dire ici, l'angle d'incidence au milieu de la plage disponible des réglages. Dans la gamme B-Line cet angle d'incidence médian est d'environ 20°.

[serge5694]

Les hélices à pas variable au sol ou en vol sont souvent mal adaptées et les héliciers omettent bien souvent de donné le pas de référence de leurs hélices.

T'en est sûr ? Aux quels héliciers fais-tu référence ?
Chez Peszke, en tout cas, cette information est toujours disponible, elle figure même dans le nom du modèle. Par exemple, AS-1730/1950 : la première valeur (en mm) est le diamètre, et la deuxième (en mm aussi) - le pas de référence, lequel est donné pour la position médiane de la pale. Médiane, cela veut dire ici, l'angle d'incidence au milieu de la plage disponible des réglages. Dans la gamme B-Line cet angle d'incidence médian est d'environ 20°.

j'ai bien marqué omettent ''bien souvent ''donc ça ne concerne pas tout les héliciers ceux qui volontairement n'informe pas leurs clientèles se reconnaitront, c'est donc tout à ton honneur de diffusé des hélices avec les info qui vont avec. désolé si tu t'es senti visé ce n'étais pas le but.
bien cordialement, ton site est très claire et bien présenté, bravo.

[Yankeeromeo]

Service !

[Martin]

Bonjour tous,
voilà un sujet bien intéressant! que pensent les spécialistes de mon cas:

je ne suis pas persuadé si l'hélice que j'ai sur mon FK9 Mk3 Rotax 80cv, soit vraiment bien adaptée.
J'ai une Junkers/woodcomp tripale 170cm qui, réglé à 15° (mesure à 20cm du bout de pale) donne:
5000trs plein pot en statique au sol
5250 plein pot en montée, à 140km/h
mais plein pot palier j'emboutis les 5800trs.... (ca correspond à +- 185km/h)
croisière 4800-5000trs donne +- 160km/h ce qui me parait faible pour cette machine relativement fine
il me semble que donner plus de pas chargerait trop le moteur (apparemment Rotax préconise le pas pour avoir 5200 en statique).

J'ai essayé differents reglages et celui ci me parait le moins mauvais pour le moteur.
(le propriétaire précedant volait avec le pas de 18°ce qui donnait 4600 en statique, 4700 en montée et 5300 palier plein pot, même si au décolage ca ne ramait pas trop, ca me parait beaucoup trop pour le moteur???)

qu'en pensent les spécialistes?
est-ce qu'un mano de pression d'admission me fournira l'info sur la charge du moteur???
merci pour vos commentaires
Martin

[JETHRO]

Bonjour tous,
voilà un sujet bien intéressant! que pensent les spécialistes de mon cas:

je ne suis pas persuadé si l'hélice que j'ai sur mon FK9 Mk3 Rotax 80cv, soit vraiment bien adaptée.
J'ai une Junkers/woodcomp tripale 170cm qui, réglé à 15° (mesure à 20cm du bout de pale) donne:
5000trs plein pot en statique au sol
5250 plein pot en montée, à 140km/h
mais plein pot palier j'emboutis les 5800trs.... (ca correspond à +- 185km/h)
croisière 4800-5000trs donne +- 160km/h ce qui me parait faible pour cette machine relativement fine
il me semble que donner plus de pas chargerait trop le moteur (apparemment Rotax préconise le pas pour avoir 5200 en statique).

J'ai essayé differents reglages et celui ci me parait le moins mauvais pour le moteur.
(le propriétaire précedant volait avec le pas de 18°ce qui donnait 4600 en statique, 4700 en montée et 5300 palier plein pot, même si au décolage ca ne ramait pas trop, ca me parait beaucoup trop pour le moteur???)

qu'en pensent les spécialistes?
est-ce qu'un mano de pression d'admission me fournira l'info sur la charge du moteur???
merci pour vos commentaires
Martin

Bonjour Martin,

Mon message sera un peu une réponse de Normand...
Je suis en effet un peu surpris des résultats que tu présentes.
J'ai bien moi-même un soucis pratiquement identique à ce que tu décris, à savoir :
- Vitesse de rotation moteur un peu faible au sol (sur cales, pleins gaz) : 5160 rpm pour 29,5 pouces à l'admission (PA), pression atmos 1016,5 hPa,
QFE 200 pieds,
- Vitesse de rotation moteur trop élevée pleins gaz en l'air (plus de 5800 rpm...), que j'ai limitée à 5500rpm (max continu) QFE 2000 pieds maintenus,
ce qui m'a donné 24,7 pouces de PA pour une vitesse air IAS de 230 km/h.
Ces résultats m'indiquent que mon pas d'hélice est un peu trop petit pour la croisière, mais un peu fort pour le décollage... d'où ma recherche d'une hélice pas variable en vol.

Mais je suis équipé d'une hélice bois (GT Propeller) bipale de diamètre 169,5 cm, pas fixe inconnu (non relevé), montée sur un 912 ULS de 100 cv, et mon appareil est un Pioneer P300... d'où mon étonnement quant à tes propres résultats !

Es-tu bien certain de tes mesures et relevés, es-tu bien certain que tes pales soient bien réglées absolûment de façons identiques ?
A priori, je pense que ton pas est trop faible, mais méfies-toi, 1 ou 2 degrés en plus ou en moins peuvent changer beaucoup les résultats...
Il est aussi possible que tu disposes d'une hélice dite "aéro-élastique", ce qui pourrait troubler les résultats par rapport à une hélice rigide (je ne connais pas le type d'hélice que tu cites...)

Quant à utiliser un indicateur de pression d'admission, c'est sans aucun doute une bonne solution : c'est à quoi je me suis référé moi-même, bien que cet équipement ne soit pas indispensable avec des hélices à pas fixes : par contre, c'est absolument indispensable avec une hélice à pas variable en vol, ou une "constant-speed"

Cordialement,

[Yankeeromeo]

Ça, mon Colonel, c'est un syndrome bien connu !
Dans les vieux parchemins on l'appelle τα σοβαρή έλλειψη του πέσκέ προπέλα, et s'il n'est pas très dangereux (car on peut bien y survivre), il n'y a qu'un seul moyen de le soigner...
Le danger, c'est qu'il peut devenir chronique...
D'accord, je sors...

[Martin]

Ça, mon Colonel, c'est un syndrome bien connu !
Dans les vieux parchemins on l'appelle τα σοβαρή έλλειψη του πέσκέ προπέλα, et s'il n'est pas très dangereux (car on peut bien y survivre), il n'y a qu'un seul moyen de le soigner...
Le danger, c'est qu'il peut devenir chronique...

Jurek, nic nie rozumiem, qu'est-ce que tu racontes?
Martin

[kawa1135]

Moi, non plus j'ai rien " Rozumié"!!

[Martin]

Mon Colonel,
pour ce qui est de la précision des mesures, tout semble indiquer qu'elles sont justes (je suis un peu maniaque de précision) sous reserve du bon fonctionnement du compte tours (mais c'est un modèle digitale MIP, donc à priori juste; je compte l'étalonner avec un strobe, mais je n'ai pas encore eu le temps)

tableau des 3 essais de différents calages (QNH entre 1005 et 1025, OAT entre 14 et 20°C sol (selon jour), FE 300ft, essais en vol autour de 4000ft):

plein pot statique sur cales


- Vitesse de rotation moteur un peu faible au sol (sur cales, pleins gaz) : 5160 rpm pour 29,5 pouces à l'admission (PA), pression atmos 1016,5 hPa,
QFE 200 pieds,
- Vitesse de rotation moteur trop élevée pleins gaz en l'air (plus de 5800 rpm...), que j'ai limitée à 5500rpm (max continu) QFE 2000 pieds maintenus,
ce qui m'a donné 24,7 pouces de PA pour une vitesse air IAS de 230 km/h.
Ces résultats m'indiquent que mon pas d'hélice est un peu trop petit pour la croisière, mais un peu fort pour le décollage... d'où ma recherche d'une hélice pas variable en vol.

Mais je suis équipé d'une hélice bois (GT Propeller) bipale de diamètre 169,5 cm, pas fixe inconnu (non relevé), montée sur un 912 ULS de 100 cv, et mon appareil est un Pioneer P300... d'où mon étonnement quant à tes propres résultats !

Es-tu bien certain de tes mesures et relevés, es-tu bien certain que tes pales soient bien réglées absolûment de façons identiques ?
A priori, je pense que ton pas est trop faible, mais méfies-toi, 1 ou 2 degrés en plus ou en moins peuvent changer beaucoup les résultats...
Il est aussi possible que tu disposes d'une hélice dite "aéro-élastique", ce qui pourrait troubler les résultats par rapport à une hélice rigide (je ne connais pas le type d'hélice que tu cites...)

Quant à utiliser un indicateur de pression d'admission, c'est sans aucun doute une bonne solution : c'est à quoi je me suis référé moi-même, bien que cet équipement ne soit pas indispensable avec des hélices à pas fixes : par contre, c'est absolument indispensable avec une hélice à pas variable en vol, ou une "constant-speed"

Cordialement,[/quote]

[Martin]

Mon Colonel,
pour ce qui est de la précision des mesures, tout semble indiquer qu'elles sont justes (je suis un peu maniaque de la précision) sous reserve du bon fonctionnement du compte tours (mais c'est un modèle digitale MIP, donc à priori juste; je compte l'étalonner avec un strobe, mais je n'ai pas encore eu le temps)

tableau des 3 essais de différents calages (QNH entre 1005 et 1025, OAT entre 14 et 20°C sol (selon jour), FE 300ft, essais en vol autour de 4000ft):

plein pot statique sur cales 4600trs (18°) 5000 (15°) 5200 (14°)
plein pot montée 4700 (18°) 5250 (15°) 5500 (14°)
plein pot palier 5300 (18°) +de 5800 (15) + de 5800 (14)
vitesse plein pot palier 200km/h(18) 185km/h (15) pas pris(14)
et non, ce n'est pas une hélice aeroélastique (je ne pense du moins pas) elle a dix ans. et puis, une aeroélastique devrait donner les résultats qui "colllent" mieux à ce genre de problème que nous avons, toi et moi, et qui efface ce "trop" de pas en statique et "pas assez" en croisière.

quelles sont les valeurs de PA maxi annoncés par rotax? j'ai posé la question à Avirex mais il ne savait pas bien repondre (je suppose que je suis le seul idiot à se poser ce genre de questions). j'ai juste apris qu'ils considerent le regime 5200 en statique comme indication d'une hélice raisonnablement (=pas trop) chargé

j'imagine qu'un Pioneer 300 doit certainement mériter une hélice plus adaptée pour exploiter son potentiel.
cordialement
Martin

[gazaile100]

Jurek, nic nie rozumiem, qu'est-ce que tu racontes?
Martin

On dirait qu'il y a un polonais de plus sur ce forum...
witaj i dobry wieczor...

[Yankeeromeo]

Czesc chlopaki, to tylko kawal...
C'est une histoire entre Colonel Jethro et moi, avec un trèèès gros clin d'œil.
En fait, τα σοβαρή έλλειψη του πέσκέ προπέλα, ça veut dire "pénurie aigüe des hélices peszke", et c'est du grec pour faire chic...
Faites vous lire cela à la ravissante voix de Google Traduction, et vous allez voir - c'est savoureux...
Pour que la blague soit totalement compréhensible, il faut savoir que Col. Jethro est un partisant déclaré des hélices à pas variable (voire même constant speed).

[serge5694]

Bonjour tous,
voilà un sujet bien intéressant! que pensent les spécialistes de mon cas:

je ne suis pas persuadé si l'hélice que j'ai sur mon FK9 Mk3 Rotax 80cv, soit vraiment bien adaptée.
J'ai une Junkers/woodcomp tripale 170cm qui, réglé à 15° (mesure à 20cm du bout de pale) donne:
5000trs plein pot en statique au sol
5250 plein pot en montée, à 140km/h
mais plein pot palier j'emboutis les 5800trs.... (ca correspond à +- 185km/h)
croisière 4800-5000trs donne +- 160km/h ce qui me parait faible pour cette machine relativement fine
il me semble que donner plus de pas chargerait trop le moteur (apparemment Rotax préconise le pas pour avoir 5200 en statique).

J'ai essayé differents reglages et celui ci me parait le moins mauvais pour le moteur.
(le propriétaire précedant volait avec le pas de 18°ce qui donnait 4600 en statique, 4700 en montée et 5300 palier plein pot, même si au décolage ca ne ramait pas trop, ca me parait beaucoup trop pour le moteur???)

qu'en pensent les spécialistes?
est-ce qu'un mano de pression d'admission me fournira l'info sur la charge du moteur???
merci pour vos commentaires
Martin

pour pouvoir avancé un peu plus sur ton problème il faudrai déjà connaitre le pas théorique de référence de ton hélice, si tu peu mesuré l'angle de la corde tous les 10 cm en partant du bout de pale ça serai un bon début.
pour ce qui est de l'utilisation de ton moteur, il est dommage d'avoir 80cv et de ne pouvoir les exploiter dans aucune phase de vol, si j'ai bien retransmis les valeurs que tu donnes sur la courbe du 912, tu as 73.5cv au point fixe, un peu moins de 77 en monté et tu ne peu pas utilisé la puissance max en palier,(ça c'est pas grave on ne vol jamais, sauf pour essais, plein pot en palier). au final les paramètres sont plutôt pas mal coté régime et puissance disponible pour le décollage et la monté,(le taux de monté associer serai également bien utile). par contre il semble que la vitesse en palier soit un peu juste pour ce style d'appareil, une hélice bipales serai certainement plus efficace, car elle est de grand diamètre et une bipale traînerai moins à la mise de gaz acceptant donc un pas plus important sans perte de régime et donc de puissance.
pour ce qui est de la pression d'admission, pour une hélice à pas variable, on peu la remplacer par un bon débit mètre, on peu se faire un petit tableau donnant les conso en fonction de la vitesse et du régime et choisir donc tel ou tel réglage suivant le vol voulu (économique, rapide etc).