Performance Flashcards
trois parties d’une hélice
Pied de pale
Blade shank
Section de pale
Blade section
Bout de pale
Blade tip / tip section
l’angle de calage( θ )
VOIR IMAGE
Dans le cas d’une aile, nous avions défini la notion d’incidence ou angle formé par la corde de profil de l’aile
et l’axe longitudinal de l’avion.
Dans le cas de l’hélice, l’angle de calage( θ ) ( blade angle
or pitch ) sera l’angle entre la corde de la section de pales et le plan de rotation.
Les angles caractéristiques
L’angle d’hélice
est l’angle ( β ) entre la direction de l’écoulement et
le plan de rotation
Les angles caractéristiques
Angle d’attaque
Comme dans le cas
d’une aile, l’angle
d’attaque ( α ) sera
l’angle entre le vent
relatif et la corde de la
section de pales
considérée.
La problématique d’une hélice est la même que celle
d’une aile :
l est nécessaire d’avoir un angle d’attaque
supérieure à l’angle d’attaque de portance nulle
afin d’obtenir une résultante aérodynamique
pouvant générer une traction et un couple
résistant
Un C-23 en vue de coté
Va Vitesse
d’avancement ou
TAS de l’avion (En Kt)
Vr Vitesse de
rotation
Liée au RPM du
moteur (En m/s)
Le principe de l’hélice
La pale
La pale est un profil
aérodynamique se
comportant comme une aile
La pale est un profil
aérodynamique qui est
placé dans un écoulement
Les forces en présence
- On constate une variation de la force le long
de la pale - L’angle d’attaque pourrait être variable
Spécificité de l’hélice
- L’hélice décrit une trajectoire
?
IMAGEE
- L’hélice décrit une trajectoire
hélicoïdale (hélice géométrique) - A et B ne parcourt pas la même
distance
Avance par tour :
faire exercice
La distance parcourue
vers l’avant en un tour
- Elle est la même
pour tous les points
de l’hélice
Avance par tour
* Un avion dont le régime moteur est fixe à
1200 RPM vole à 100 kts, quelle est son
avance par tour?
avance par tour = Vitesse (m/s)/ ( RPM hélice/60sec)
100 kt 100x0.514
1200 rpm (1200/60)
=2.57m
Pas de l’hélice
C’est une notion ancienne : chemin (distance)
longitudinal(e) qui serait effectué par la corde
de référence lorsque l’hélice avance d’un tour
o Les hélices à pas fixe
o Les hélices à pas variables
Les hélices à pas fixe sont caractérisées par un angle
de calage fixe
Les hélices à pas variable sont caractérisées par un
angle de calage ajustable en vol.
Les différents pas
- Pas géométrique
- Pas effectif
- Recul ou glissement d’hélice
- Les autres positions caractéristiques
Pas géométrique
Pas effectif
Pas géométrique
Distance parcourue vers l’avant en 1 tour, sans
‘’glisser’’. Comme une vis qui s’enfonce dans
une planche de bois.
Pas effectif
Distance que parcours réellement l’hélice
lorsqu’elle fait un tour complet dans l’air
Glissement d’hélice
Différence entre le pas géométrique et le pas effectif.
pas géométrique - pas effectif
Limite de l’hélice
Contrairement à un avion en palier, qui doit
conjuguer vitesse et angle d’attaque, l’hélice est
libre d’augmenter ces deux paramètres
indépendamment pour maximiser la traction.
Supposant une hélice à pas fixe entrainée à régime
constant par le moteur d’un avion qui est stationnaire.
Dans ce cas:
𝛼 = 𝜃 et 𝑉é𝑐oulement = 𝑉r
𝜃= Angle de calage
Si nous relâchons les freins et laissons l’avion
accélérer nous remarquons que:
VOIR FORMULE**
On remarque donc une diminution de l’angle
d’attaque, mais une augmentation de la vitesse de l’écoulement.
Ceci demeure vrai tout au long de l’accélération de
l’avion.
Cependant, à une certaine vitesse on
atteint l’angle d’attaque
correspondant à un coefficient de
portance de 0.
Qu’est-ce que le P-Factor ou Propeller Factor ?
(VOIR IMAGE)
Le P Factor ou Traction asymétrique
Notez:
L’écoulement du
vent relatif plus
grand sur la pale
descendante ce
qui augmente la
traction de celle-ci
Le P Factor ou Traction asymétrique
Notion de moteur critique
(VOIR IMAGE)
Le moteur critique d’un avion multimoteur est celui dont la panne
provoquerait les effets les plusn pénalisants pour le pilotage de l’avion et ses performances
Souffle du moteur
(VOIR IMAGE)
Le souffle gyroscopique a également comme
effet d’augmenter la vitesse de l’écoulement
sur une section des ailes.
L’augmentation de la portance étant
proportionnelle à la différence entre le carré
de la vitesse vrai de l’avion et de la vitesse de
l’écoulement derrière l’hélice, et la portion de
la surface alaire étant affecté par le souffle de
l’hélice.
L’augmentation de la portance est généralement
moins ressentie sur un monomoteur dû au
faible pourcentage de la surface alaire affecté
par le souffle de l’hélice.
𝑅z = 1/2 𝜌s𝑉2𝐶z
Voir formule
PRÉCESSION GYROSCOPIQUE
Un corps en rotation tend à résister à toute force
qui pourrait déplacer son plan de rotation. Si
cette force est plus grande que la résistance, le
déplacement se fait à 90° de son point
d’application.
Les 5 contraintes mécaniques (Sur L’Hélice)
- La force centrifuge
- Le couple résistant
- La traction
- Mouvement giratoire centrifuge
- Mouvement giratoire aérodynamique
La force centrifuge
La force créant le plus
grand stress sur une
hélice est la force
centrifuge, qui tend à
arracher les pales du
moyeu (hub) (vers le bou de la pale)
Le couple résistant
(VOIR IMAGE)
Le couple résistant agit dans le sens opposé de la
rotation de l’hélice.
La traction
(VOIR IMAGE)
- La traction tend à plier l’extrémité de la pale
(blade tip):
– Importance de la portance (lift)
– Faible épaisseur de la pale (thin blade section)
Mouvement giratoire centrifuge
C’est un mouvement de rotation autour de
l’axe de l’hélice, combiné à un mouvement de
translation perpendiculaire à cet axe.