Choisir une hélice ?

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Choisir une hélice ?

Message  yomgui le Dim 9 Mar - 23:55

C'est un vaste programme, je ne sais pas trop comment l'aborder !

Bon, en ce qui concerne l'hélice, nous avons, au plus simple, 3 paramètres principaux : le diamètre de l'hélice, son pas, et enfin sa vitesse de rotation.

Pour adapter une hélice à un avion, c'est sur ces 3 paramètres principaux que l'on va jouer. On peut donc commencer par voir comment ils influencent le système de propulsion.

L'autre aspect à ne pas perdre de vue, c'est qu'une hélice doit fournir un certain travail et que ce travail dépend essentiellement de l'avion lui-même. En gros, une hélice c'est du sur-mesure pour un avion donné.

LES CARACTERISTIQUES D'UNE HELICE :

(Les graphes ici sont établis d'après les données de l'UIUC, merci à eux ! http://aerospace.illinois.edu/m-selig/props/propDB.html )

Une hélice, montée sur un moteur bien sûr, va fournir une certaine poussée, mais aussi consommer de l'énergie, le tout avec un certain rendement.

Première chose, la poussée va diminuer avec la vitesse de vol. Dans la majorité des cas, une hélice fournit le max de poussée en condition statique, avion à l'arrêt, à vitesse nulle. Au fur et à mesure que l'avion prend de la vitesse, la poussée va diminuer jusqu'au point où elle ne pousse plus rien du tout, voire freine l'avion (en piqué prononcé par exemple).

Exemple, la poussée fournie par une APC 8x4E à 6000 tr/min, en fonction de la vitesse:



La poussée diminue parce que l'angle d'attaque des pales diminue.

De même, la puissance consommée par l'hélice va diminuer avec la vitesse (idem, APC 8x4E à 6000 tr/min) :



Pour ce qui est du rendement, de l'efficience de l'hélice, sa courbe a une forme de cloche, c'est à dire que le rendement est maximum en un point donné, unique (toujours APC 8x4E à 6000 tr/min) :



Il est utile de préciser ce qu'on entend par rendement d'une hélice : il s'agit de sa capacité à fournir une certaine poussée à une certaine vitesse de vol avec une certaine puissance. Rendement = poussée * vitesse / puissance.

La forme de ces courbes est sensiblement la même, c'est un point important, tant qu'un certain rapport est maintenu : le rapport entre la vitesse de vol d'une part et le diamètre et la vitesse de rotation d'autre part.

En gros, cela signifie que pour l'APC 8x4E, le rendement max étant atteint à 31 km/h lorsque l'hélice tourne à 6000 tr/min, il en sera de même à 62 km/h, soit le double de vitesse, si l'hélice tourne à 12000 tr/min. Ceci aux effets Reynolds et déformations près (mais je vous l'épargne... pour l'instant !).

Bien sûr, plus l'hélice tourne vite, plus elle pousse et plus elle nécessite de puissance.

Au final, l'hélice peut être caractérisée d'une manière simpliste, en faisant abstraction de sa vitesse de rotation : par sa poussée statique et par la vitesse de vol à laquelle elle ne pousse plus rien du tout. On comprendra que ces deux paramètres sont intimement liés au diamètre et au pas.

La vitesse de rotation, les tr/min, permettant de faire varier l'ampleur de ces deux paramètres. Ici, toujours l'APC 8x4E, mais à 4000, 5000 et 6000 tr/min (vert, rouge et bleu),

la poussée :



la puissance :



le rendement :



Où l'on voit donc l'augmentation de la poussée et de la puissance, le décalage du point de poussée nulle et du point de rendement max vers des vitesses plus élevées. Rien de plus logique !

EFFET DE LA VARIATION DU DIAMETRE :

Ici, les hélices étudiées sont une APC 8x6E (bleu), une APC 9x6E (rouge) et une APC 10x6E (vert), cette dernière ne faisant pas partie de la base de données de l'UIUC, elle a été extrapolée d'après une APC 10x7E.

Sans changer ni les tr/min, ni le pas, une augmentation du diamètre entraîne une augmentation de la poussée statique, mais la vitesse à laquelle la poussée s'annule reste quasiment inchangée :



C'était attendu !

Idem pour la puissance consommée :



Pour ce qui est du rendement, on constate surtout que la vitesse de vol pour le rendement maxi reste quasi inchangée :



Bien sûr, une motorisation réelle ne permettra pas de maintenir les mêmes tr/min pour la 8x6 que pour la 10x6, la vitesse pourrait donc être moindre pour cette dernière et le rendement global probablement affecté par une baisse de rendement du moteur.

EFFET DE LA VARIATION DU PAS :

Les hélices étudiées ici sont une APC 8x4E (bleu), une APC 8x6E (rouge) et une APC 8x8E (vert), toujours à 6000 tr/min.

Une augmentation du pas à pour effet d'augmenter la poussée statique, au moins dans une certaine mesure, mais surtout de décaler la courbe vers les plus grandes vitesses. En gros, en augmentant le pas, on permet de maintenir la poussée à de plus grandes vitesses :



Effet similaire sur la puissance, mais là l'augmentation avec le pas est nette :



Pour le rendement, on voit également le point de rendement max être décalé vers les plus grandes vitesses. Mais, un autre point notable est que le sommet de la courbe atteint un rendement plus important pour les hélices ayant plus de pas :



L'influence du pas sur le rendement d'une hélice est bien plus importante que l'influence du diamètre, contrairement à ce qu'on entend souvent !

Mais le paramètre clé pour un bon rendement, reste l'adéquation hélice / avion : faire en sorte que l'avion en vol utilise bel et bien l'hélice dans une plage de rendement avantageuse. En gros, rien ne sert de choisir une hélice avec un rendement maxi élevé si elle est utilisée sous un régime qui ne permet pas de l'atteindre.

C'est justement le point que j'essayerai d'aborder par la suite : le lien entre l'avion, son aérodynamisme, son domaine de vol, et l'hélice.


Dernière édition par yomgui le Mer 12 Mar - 23:15, édité 1 fois
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Re: Choisir une hélice ?

Message  Fred Van.H. le Lun 10 Mar - 5:46

Salut Yomgui,

Je n'ai pas le temps de regarder en détail ce matin, mais ça fait très plaisir de voir de ce genre d'article ici  Smile 

Hop, directement épinglé.

Vas-y Yomgui  cheers 

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Re: Choisir une hélice ?

Message  LOMA le Lun 10 Mar - 8:29

Salut
moi qui sait jamais quoi acheter, je n'ai maintenant plus d'excuse
je reviendrais par ici, a chaque fois..

beau travail !
a+

Re: J'ai tout lu: chapeau !
intéressant tout ça !!
merci, vivement la suite...


Dernière édition par LOMA le Mer 12 Mar - 8:57, édité 1 fois

_________________
La probabilité de survie est inversement proportionnelle à l’angle d’arrivée.
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Re: Choisir une hélice ?

Message  Fred Van.H. le Mer 12 Mar - 21:41

Je n'ai pas eu le temps de lire ça à tête reposée, mais comme ça une question me titille :

concernant le rendement. La 8X6 à 6000 tr/mn a son rendement max vers 30km/h.
Comment le savoir autrement sans courbes de tests? Au passage, le lien de fonctionne pas chez moi.
La vitesse de pas à 6000 tours est de 75 km/h, 2,5 fois plus. Peut on transposer grossièrement ce rapport pour d'autres hélices?

Je note que la courbe qui donne le rendement de trois hélices de pas de 4 à 8 pouces, montre une augmentation de rendement avec le pas Exclamation Question comment l'expliquer? Quelle conclusion en tirer?
Que plus on veut aller vite, plus il est préférable d'opter pour un pas important plutôt qu'un régime élevé?

On voit aussi que la vitesse de rendement max de la 8" de pas n'est pas le double de celle de la 4". Tiens!?


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Re: Choisir une hélice ?

Message  yomgui le Jeu 13 Mar - 0:52

Oups ! c'est des questions difficiles ça !

Concernant le rendement. En se basant sur les APC électriques.

Par exemple, la 8x6, on a un rapport Pas/Diamètre de 6/8, soit 0,75. Il suffit de le diviser par 2 et de lui ajouter 0,175.

= 0,75 / 2 + 0,175 = 0,55

Tu calcules l'équivalent Pas : diamètre x 0,55 = 8 x 0,55 = 4,4

Ensuite, tu fais la vitesse de pas en prenant cette valeur :

V =  4,4 * 6000 * 0,001524 =  40 km/h

Idem, la 8x8 : 8/8 * 0,5 + 0,175 = 0.675

8 * 0.675 = 5.4

V = 5.4 * 6000 * 0.001524 = 49 km/h

C'est approximatif mais ça semble bien coller en général, pour les APC électriques en tout cas.


Pour le rendement et le pas, ça vient du fin fond de la théorie des hélices, et je suis pas sûr de maîtriser suffisamment le sujet ! comme je le comprend, c'est qu'une hélice doit accélérer l'air pour produire de la poussée, mais le rendement est le meilleur si l'air est accélérée le moins possible. Et à grande vitesse, cette différence se fait moins sentir. En gros, c'est mieux d'accélérer l'air de 20 à 22 km/h que de 4 à 6 km/h. Mais là, tu m'entraînes sur des terrains glissants !

En théorie, plus le pas est grand, plus on peut atteindre le max de rendement. En théorie... en pratique, à nos échelles, il vaut mieux ne pas chercher trop loin au delà des hélices carrées.

Mais ce qu'on peut en conclure, c'est effectivement qu'il vaut mieux utiliser une hélice carrée, si c'est possible (à cause du manque de poussée à basse vitesse), que faire tourner une hélice à petit pas comme un malade. Ça reste une histoire de compromis.

La vitesse de rendement max de la 8" n'est pas le double de celle de 4", effectivement, ça tiens au fait que l'incidence n'est pas la même à efficience max, ce n'est donc pas proportionnel avec le pas.

Je vais bientôt m'y remettre promis !!
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Re: Choisir une hélice ?

Message  Fred Van.H. le Jeu 13 Mar - 21:12

yomgui a écrit:Par exemple, la 8x6, on a un rapport Pas/Diamètre de 6/8, soit 0,75. Il suffit de le diviser par 2 et de lui ajouter 0,175.

= 0,75 / 2 + 0,175 = 0,55

Tu calcules l'équivalent Pas : diamètre x 0,55 = 8 x 0,55 = 4,4

Ensuite, tu fais la vitesse de pas en prenant cette valeur :

V =  4,4 * 6000 * 0,001524 =  40 km/h

Idem, la 8x8 : 8/8 * 0,5 + 0,175 = 0.675

8 * 0.675 = 5.4

V = 5.4 * 6000 * 0.001524 = 49 km/h

Ca y est, je ne comprends plus ma question  Laughing 
Bon, je crois avoir compris.

yomgui a écrit:
C'est approximatif mais ça semble bien coller en général, pour les APC électriques en tout cas.
C'est déjà mieux que le flou complet dans lequel nous nagions avant que tu nous apportes la lumière  Very Happy 

yomgui a écrit:... En théorie... en pratique, à nos échelles, il vaut mieux ne pas chercher trop loin au delà des hélices carrées.

Mais ce qu'on peut en conclure, c'est effectivement qu'il vaut mieux utiliser une hélice carrée, si c'est possible (à cause du manque de poussée à basse vitesse), que faire tourner une hélice à petit pas comme un malade. Ça reste une histoire de compromis.
Valable dans tous les cas? avion rapide, avion lent?

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Re: Choisir une hélice ?

Message  yomgui le Dim 16 Mar - 0:10

Fred Van.H. a écrit:
yomgui a écrit:... En théorie... en pratique, à nos échelles, il vaut mieux ne pas chercher trop loin au delà des hélices carrées.

Mais ce qu'on peut en conclure, c'est effectivement qu'il vaut mieux utiliser une hélice carrée, si c'est possible (à cause du manque de poussée à basse vitesse), que faire tourner une hélice à petit pas comme un malade. Ça reste une histoire de compromis.
Valable dans tous les cas? avion rapide, avion lent?


C'est complexe Smile surtout parce qu'il n'y a pas que l'hélice à prendre en compte.

Peu importe que l'avion soit lent ou pas, dans les deux cas on peut voler avec une hélice carrée, le reste est une question de diamètre et/ou de vitesse de rotation. Mais on peut toujours s'arranger pour qu'une hélice tombe à son régime idéal pour un avion donné, en jouant sur son diamètre.

Ça ne veut pas dire pour autant que l'hélice carrée soit un choix judicieux ! Par exemple, mon Myrtille qui vole avec une 10x6... je pourrais lui mettre une 6x6, avec un moteur plus rapide, elle tomberait à son régime idéal et la conso en croisière serait probablement bien meilleure. Mais ça serait au détriment de la poussée statique à tel point que le lancer serait plus aléatoire, et le taux de montée serait catastrophique.

Un autre truc qui rend les choses un peu plus moins claires Smile, c'est les effets des reynolds qui sont très sensibles pour les hélices.
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Re: Choisir une hélice ?

Message  yomgui le Dim 16 Mar - 1:38

Le rôle de l'hélice est donc de fournir de la poussée à l'avion. Cette poussée s'opposant à la traînée de l'avion, mais aussi à son poids, notamment en montée.

Ci-dessous, un exemple de l'évolution de la poussée et de la traînée avec la vitesse (ici la poussée est celle développée par le groupe moteur à plein gaz) :



On voit la poussée diminuer progressivement alors que dans le même temps la traînée augmente. Le point de rencontre des deux courbes est alors le point de vitesse maxi en palier.

L'écart entre les deux courbes représente une "réserve de poussée" qui sera disponible pour soulever l'avion en montée. Plus l'écart est grand, plus le taux de montée sera meilleur. C'est aussi un indice de la capacité d'accélération de l'avion.

En gros, il y a trois points à examiner :
- la poussée statique et à faible vitesse, qui conditionne le lancer, le décollage,
- la vitesse à laquelle l'hélice va encore fournir de la poussée, qui conditionne la vitesse maxi,
- et la réserve de poussée aux vitesses intermédiaires, qui conditionne le "punch" de l'avion.

Qu'en est-il du rendement de l'hélice ? c'est simple, on retrouve sa répartition classique en forme de cloche :



Ici, on voit que le point de rendement max de l'hélice est atteint à une vitesse relativement faible (toujours en plein gaz) par rapport à la vitesse maxi. Idéalement, on pourrait dire que l'hélice est adaptée aux phases de montée.

Le cas simulé ici est celui de mon fidèle Myrtille, un avion d'immersion d'environ 1kg300, propulsé par une 10x6.

On peut illustré ce qui se passe avec d'autres hélices...

Si l'on augmente le diamètre en réduisant le pas, avec une 11x4.5 par exemple, tout en conservant sensiblement la même conso au sol :



La nouvelle hélice, en rouge, fournit plus de poussée statique avec une consommation similaire. Cependant, on voit que la pente de la poussée est plus prononcée, de sorte que passée la vitesse de décrochage, la réserve de poussée sera en faite moindre à toutes les vitesses, l'avion sera plus lent et grimpera moins bien.

Au niveau rendement de l'hélice :



Comme vu précédemment, le rendement max de la 11x4.5 est légèrement inférieur. Mais aussi, en palier l'avion atteint sa vitesse max alors que l'hélice est bien avancée dans la partie descendante de sa courbe de rendement.

A l'inverse, si l'on diminue le diamètre en augmentant le pas, avec une 9x7.5 par exemple, en conservant plus ou moins la même conso, on obtient :



On voit que la poussée statique est beaucoup plus basse, les pales sont en partie décrochées à ce stade et la poussée devient plus chère ! Mais, une fois les pales bien accrochées, elles produisent de la poussée jusqu'à des vitesses plus importantes, l'avion est plus rapide. Ici, la réserve de poussée reste sensiblement la même et le taux de montée n'est pas affecté, mais ce n'est pas toujours le cas !

Au niveau rendement de l'hélice :



La 9x7.5 a plus de potentiel en rendement maxi et elle est plus proche de son régime idéal quand l'avion est en palier.

Au final, voici les tendances auxquelles s'attendre lorsque l'on adapte diamètre et pas à un moteur donné (donc en conservant une consommation équivalente) :





La vitesse se gagne au dépend de la poussée statique (rien de plus classique), et inversement. Mais une hélice adaptée à la vitesse est également souvent bien adaptée pour des croisières économiques.
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Re: Choisir une hélice ?

Message  Fred Van.H. le Dim 16 Mar - 7:06

Merci Yomgui, c'est vraiment  un exposé intéressant et bien expliqué  sunny 
Cela clarifie bien les idées.

yomgui a écrit: ...et grimpera moins bien. (hélice 11X4,5)

. Mais une hélice adaptée à la vitesse est également souvent bien adaptée pour des croisières économiques.
D'instinct j'aurais cru que baisser le pas en augmentant le diamètre aurait au contraire assuré un meilleur taux de montée, mais on est peut être déjà à un pas trop faible pour que ce soit le cas...


yomgui a écrit: ...et grimpera moins bien. (hélice 11X4,5)

... Mais une hélice adaptée à la vitesse est également souvent bien adaptée pour des croisières économiques.
J'aurais bien un cas à te soumettre, mais il ne vole pas encore en immersion. J'aurais alors les infos de vitesse et de conso et j'aimerais aussi embarquer un compte tour.
Je veux parler de mon hydravion.
C'est un avion pépère et prévu pour un vol relativement lent, mais vu le faible Kv, j'ai été amené à utiliser des hélices presque carrées pour garder un diamètre raisonnable ( proximité de la surface de l'eau).
Je ne sais pas à quel régime les hélices tournent à mi-gaz, mais il semble consommer relativement peu à ce régime.
Comme il est largement assez puissant et que je n'utilise pas toute la course des gaz, j'ai le choix entre diminuer le diamètre ou diminuer le pas. Je ne sais pas encore quoi faire.
Quand j'aurais plus de matière je t'exposerais le cas  Wink 

Bon, alors si je te suis bien, mon futur racer aura une hélice à pas variable... ou une super catapulte  Laughing 

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Re: Choisir une hélice ?

Message  yomgui le Dim 16 Mar - 16:06

Merci ! J'essaye de montrer les tendances, plutôt qu'exposer une tartine de calculs savants. Donc, pas de solution miracle, mais des pistes pour comprendre ce qui se passe.

Pour le taux de montée, oui, on est déjà trop bas en pas. Chaque cas sera différent, c'est vraiment la réserve de poussée qui fait la différence et une hélice à faible pas voit sa poussée diminuer en ligne droite avec la vitesse.

Ah, les bimoteurs !! :)c'est un cas particulier ça...

Tiens, je viens de jouer avec ma moulinette et je crois avoir trouvé un truc...

C'est plutôt de la recette de grand-mère, mais il doit y avoir un truc derrière. Sur l'équivalence monomoteur - bimoteur et l'équivalence bipale - tri ou quadripale. En théorie ça marche... Smile

Le pas doit rester inchangé.

Pour changer le nombre de moteurs :

- on a des hélices d'un diamètre initial D1 montées sur N1 moteurs, quel diamètre D2 doivent avoir les hélices si on passe à N2 moteurs pour conserver la même pente de poussée ? (c'est à dire même poussée statique et même vitesse de l'avion, même taux de montée, à la louche).

D2   =     ( (D1^3)*(N1/N2) )^(1/3)


Pour changer le nombre de pales :

- on a une hélice d'un diamètre initial D1 et d'un nombre de pales N1, quel diamètre D2 doit avoir une hélice d'un nombre de pales N2 pour conserver la même pente de poussée ?

D2   =   ( (D1^4)*(N1/N2) )^(1/4)

Dans les 2 cas, il faudra veiller à ce que les nouveaux moteurs aient le même KV et à peu près le même rendement, le but étant de maintenir les mêmes tr/min.

Le pire, c'est que ça marche apparemment !

En gros, ce qu'on peut en retenir, c'est qu'une augmentation du nombre de pales, ou du nombre de moteurs, doit s'accompagner d'une réduction du diamètre pour conserver des performances équivalentes.
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Re: Choisir une hélice ?

Message  Fred Van.H. le Lun 17 Mar - 5:49

yomgui a écrit:Merci ! J'essaye de montrer les tendances, plutôt qu'exposer une tartine de calculs savants. Donc, pas de solution miracle, mais des pistes pour comprendre ce qui se passe.
C'est bien comme ça que je le prenais. Et je trouve que c'est réussi  Smile 

yomgui a écrit:D2 = ( (D1^3)*(N1/N2) )^(1/3)
Excuse moi, mais... "^" ...c'est quoi ce signe? Désolé, je suis allergique aux maths les plus élémentaires  Embarassed 

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Re: Choisir une hélice ?

Message  yomgui le Lun 17 Mar - 18:21

Oui, pardon, ça vient d'excel... "^" veut simplement dire "à la puissance"
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Re: Choisir une hélice ?

Message  Fred Van.H. le Ven 21 Mar - 6:57

Tout ce qui ressemble à des math, même simple, m'inspire de prime abord un mouvement de recul. Quatre ans d'affilé avec la même prof de math ( en fait c'est elle qui était nulle ) ont fait des ravages  Laughing 
... et puis bon, comme c'est appliqué à ce que j'aime, j'y retourne.


yomgui a écrit:
Pour changer le nombre de moteurs :

- on a des hélices d'un diamètre initial D1 montées sur N1 moteurs, quel diamètre D2 doivent avoir les hélices si on passe à N2 moteurs pour conserver la même pente de poussée ? (c'est à dire même poussée statique et même vitesse de l'avion, même taux de montée, à la louche).

D2   =     ( (D1^3)*(N1/N2) )^(1/3)



Je me suis fait un petit exemple avec un monomoteur tournant une batteuse de 12", en bimoteur ça donne des hélices de 9,5".
C'est très probable  Wink 

yomgui a écrit:Pour changer le nombre de pales :

- on a une hélice d'un diamètre initial D1 et d'un nombre de pales N1, quel diamètre D2 doit avoir une hélice d'un nombre de pales N2 pour conserver la même pente de poussée ?

D2   =   ( (D1^4)*(N1/N2) )^(1/4)
Mon hydravion a des hélices bipales d'environ (  Rolling Eyes  ) 13"
Par cette formule il tournerait des tripales de 11,7"
Là aussi ça semble très possible  Smile 
yomgui a écrit:
Le pire, c'est que ça marche apparemment !
Mais oui, bravo  cheers 

Comme cela me semble des formules "d'intérêt publique", je me permettrais si tu veux bien, d'éditer ton message pour les faire ressortir.

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Re: Choisir une hélice ?

Message  yomgui le Ven 21 Mar - 8:45

Attention quand même, c'est de la recette de grand-mère, avec tout le respect dû aux grands mères.

A priori, pas beaucoup de différence à faire tourner 4 pales, que ce soit 4 sur un moteur ou 2 sur 2 moteurs. Donc, formules "à la louche" ! sans garantie théorique derrière.
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Re: Choisir une hélice ?

Message  Fred Van.H. le Sam 22 Mar - 6:50

D'accord, ce n'est pas à prendre comme des règles parfaites.
Mais ça permet de dégrossir, d'avoir un ordre de grandeur, c'est déjà pas si mal  Wink
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Re: Choisir une hélice ?

Message  Fred Van.H. le Ven 28 Mar - 8:46

Je ne sais pas si ça a sa place ici, mais comme ça parle d'hélices...

J'ai un peu bidouillé les hélices de mon hydravion.
Pour les premiers vols j'avaisi un peu surévalué le pas nécessaire, peut être, et j'ai pris ce que j'avais sous la main qui s'approchait le mieux : des 14x12. Retaillées à 12,5 , elles tiraient 22A
La puissance étant surabondante et l'eau trop proche, je les ai retaillées mais sans voler depuis. D'abord d'un demi pouce, puis d'un autre demi, ce qui en fait maintenant des 11,5x12.
J'ai été étonné de ne voir l'intensité baisser que de ...2A!! ... 10% pour 9% de diamètre en moins. Je pensais qu'avec une telle diminution de diamètre la puissance absorbée allait franchement chuter. Ca veut dire quoi? que je chargeais trop le moteur?
Régime à ce diamètre : 4700 tr/mn. Pas pensé à mesurer avant recoupe.
12" de pas  à ce régime, la vitesse de pas est de 85km/h, ce qui est bien au delà de la vitesse que peut atteindre cet avion. Est-ce une erreur? je privilégie le vol à mi-gaz.
Je pensais essayer un pas de 10", pour voir. Le régime moteur devra être plus élevé à vitesse égale.
Vivement les vols en immersion avec le capteur de courant, pour voir .

Si je suis un peu trop hors sujet, si ça parasite trop ton sujet, pas de souci je poste ça ailleurs. Wink 

Fred
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Re: Choisir une hélice ?

Message  yomgui le Ven 28 Mar - 23:06

Pas de soucis !

2 A par moteur c'est peu mais pas forcément bizarre. Le comportement en statique peut être assez erratique.

Bon, du coup j'ai cherché le truc, avec une simulation d'hélice style "éléments de pale". Le graphe en dessous montre le pourcentage cumulé (j'ai oublié de préciser) de la puissance totale en fonction de la distance à l'axe. Donc à 0.5, soit à mi-diamètre, la puissance est celle développée par la partie allant de l'axe à la moitié du diamètre. Je sais pas si c'est clair. Coupes ton hélice à la moitié du diamètre, la puissance est réduite au quart de ce qu'elle était avant (un peu moins même) :



Là, à priori, si tu coupes 10 % du diamètre, ta puissance est réduite de 9 % (à tr/min constant).

Bon, c'est un exemple pour, environ, une 12x12 de type APC électrique, mais c'est tout de la théorie hein ! la pratique doit pas être trop loin non plus... ça donne une idée...

Après, savoir si ça va coller pour ton avion, ce sera plus facile à dire avec les données de l'OSD. J'aurais envie de dire que t'es tranquille avec un pas de 12, tant que t'arrives à dépasser les 70 km/h plein gaz. A vérifier Wink

En général, en palier et tant qu'on ne vole pas à un régime où la traînée induite devient très importante, l'hélice tourne toujours plus ou moins au même rapport d'avancement : vitesse de vol et tr/min sont quasi proportionnels, quelques soient les gaz.

Ce qui m'interpelle plus ici, c'est les faibles tr/min que tu obtiens, et la faible conso. C'est toujours tes moteurs de 750 de KV pour 115 g ? le tout en 3S ? ça colle pas. T'as quoi comme tr/min/V à vide ?

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Re: Choisir une hélice ?

Message  Fred Van.H. le Sam 29 Mar - 5:48

Merci pour ta réponse.
J'ai peu de temps ce matin, je pars tôt pour la journée alors je réponds brièvement.

Mes moteurs ont un Kv de 730. Je les ai choisis en raison de leur côté simple et robuste, sans roulement ( je ne sais pas ce que ça fait en hydravion si de l'eau peut les pourrir) . Il n'y avait pas d'autre choix pour ce type de moteur :

http://www.hobbyking.com/hobbyking/store/__15199__HobbyKing_Donkey_ST3508_730kv_Brushless_Motor.html

Ce que tu dis confirme que je devrais essayer des 12x10 : le zinc n'est pas fait pour voler vite.

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Re: Choisir une hélice ?

Message  yomgui le Sam 29 Mar - 15:13

Si tu veux, on peut faire "décripter" tes moteurs d'une manière simple et précise.

Soit tu les passes dans drivecalc, où il te faudra des mesures tension, courant, tr/min, à vide et avec différentes hélices (largement différentes) avec tes batteries actuelles.

Soit tu fais des mesures avec au moins 2 tensions et 2 hélices différentes, + 2 à 3 mesures à vides avec des tensions variées.

Les mesures doivent être précises (acquisition à l'appareil photo numérique par exemple), et il faudra bien veiller à la température du moteur, qui doit rester plus ou moins constante.

Avec ça, on peut déduire avec précision le KV du moteur, sa résistance, et ses pertes liées à la rotation.

C'est un peu contraignant, mais ça permet de savoir exactement son rendement, et donc à partir de quand augmenter la taille de l'hélice n'est plus bénéfique.
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Re: Choisir une hélice ?

Message  Fred Van.H. le Sam 29 Mar - 21:23

Euh... perso je n'imaginais pas me lancer dans des analyses poussées  Neutral  simplement comprendre comment ça marche une hélice, et apprendre des recettes et calculs simples pour éviter de trop être à côté de la plaque, trouver grosso-modo une adéquation un peu moins incohérente que totalement au pif.
Un truc auquel je n'avais pas pensé : surveiller la température  Wink  Je me suis justement offert un thermomètre pistolet récemment  Wink 

Sinon, je ne pensais pas que la courbe de puissance absorbée en fonction de la distance à l'axe connaissait une telle inflexion. C'est dû au vortex d'extrémité?

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Re: Choisir une hélice ?

Message  yomgui le Sam 29 Mar - 22:13

Non, il ne sont d'ailleurs pas pris en compte dans l'analyse, c'est un des défauts. Là, c'est plus la corde et l'angle d'attaque.

Sinon, comme je te disais, je connais pas de recette simple. Le gros défaut qu'on voit souvent c'est une hélice trop grande avec trop peu de pas, avec un avion qui voudrait aller plus vite.
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Re: Choisir une hélice ?

Message  Spaderman le Lun 7 Avr - 9:26

Salut Yomgui,

P'tite question d'un ignare en matière d'hélice....Un système genre balance électronique pour mesurer la poussée ou traction "réelle" ne serait-elle pas intéressante pour une approche un tantinet empirique mais néanmoins palpable  ?? scratch
 

J't'explique mon truc : j'ai bricolé un jet vite fait pour voir si une pétoire dans l'pif serait "pratique" pour shooter les potes... MAIS !!
- 1er cas : version électrons, moteur +- 1400kv(+-230w), accus 3S, hélice 8x4 EMP, 10000rpm vérifié, en mode propulsif. Tout va bien, ça vole correctement... cheers 
- 2eme cas : même zing, moteur nitro .12 (juste pour que ça miaule un peu !!) (+- 450w à 16000rpm), hélice 8x4 Gropif propulsive, poids +- 100grs de plus. Et là, ça va plus du tout, décolle même pas !! What a Face 
Les chiffres sont issus des données constructeur !!

Donc ma question : l'hélice est-elle le "maillon faible" ??? scratch ou le données constructeur sont-elles très "optimistes"..... Laughing



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Re: Choisir une hélice ?

Message  yomgui le Lun 7 Avr - 23:35

Je ne sais pas trop quoi te dire Spad ! J'y connais rien en thermique, mais une 8x4 doit pas trop mal être adaptée, un peu légère peut-être ? (ou pas ?)

En tout cas, ça devrait bourriner un max plus qu'avec le moteur électrique, avec beaucoup plus de tr/min et une poussée plus que conséquente.

Je vois pas de raison pour que le problème vienne de l'hélice.

Tu es sûr que le moteur donne bien tous les tours ?
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Re: Choisir une hélice ?

Message  Spaderman le Mar 8 Avr - 7:10

Le moteur prends bien ses tours, mais je viens de me rendre compte que j'ai fais une petite erreur dans l'énoncé du problème.
Dans le cas du moteur thermique, l'hélice fait 7x4 et non pas 8x4 !! No 
Cette différence d'un pouce seulement peut-elle expliquer le problème...? Je n'ai pas pensé à mesurer les rpm du thermique, mais au son, je pense qu'il tourne beaucoup plus vite que le 1400kv.
Je vais essayer de refaire un essais avec une meilleure hélice et d'obtenir plus de chiffres.... scratch 

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Re: Choisir une hélice ?

Message  yomgui le Sam 19 Avr - 0:53

Tiens, je sais pas si ça peut intéresser... je me suis fait un petit outil en complément de Tetacalc. En gros, pour n'importe quel moteur de la base de données (soit environ 250 moteurs), ça sélectionne automatiquement une série d'hélices appropriées.

Par exemple, je compte utiliser tel moteur sous 11.1 V... ça m'affiche la courbe de rendement. En général, on pousse le moteur un peu plus loin, donc là on peut choisir un point précis d'utilisation, notamment par le rapport tr/min en utilisation / tr/min à vide (ça permet aussi d'avoir des comparaisons homogènes...).
Ensuite ça cherche dans la base de données d'hélices lesquelles donnent la puissance correspondante à leur point de rendement maxi.

La où je veux en venir c'est que l'on peut assez rapidement dresser un aperçu général, statistique, de quelles hélices vont bien pour quels moteurs selon diamètre et pas d'un côté, poids et KV*nb d'éléments de l'autre.

Genre un graphe avec poids et KV*nb d'éléments sur les axes, et qui te donne des suggestions d'hélices avec la puissance rendue correspondante. Un truc comme ça, assez général.

Est-ce que ça vaut le coup de faire un peu de prog ?
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