Ralenti et traînée aérodynamique de l'hélice.

[piper84]

Hola, c'est interessant, mais très prise de tête.
Une conclusion: Serge ça ne te vaut rien de rester bloqué dans ton fauteuil
Chicoleck: Tu m'as fait perdre mon innocence, je croyais que le père Noël existait mais tu as des preuves ?
Bon aller je vous laisse, c'est l'heure de l'apéro!
Bonne soirée à tous

[serge5694]

Hello piper, ne picole pas trop, sinon c'est pas notre échange qui de donnera mal à la tête.
Chaque appareil a une finesse, hélice tournante et hélice calé,différente.
Je ne comprend pas les 1.4 de VSO, peu importe la vitesse de descente, l'hélice tournant en moulinet produira une poussé inverse s'opposant au déplacement de l'avion dans le cas inverce, l'hélice n'est pas en moulinet.
Si l'hélice tournait dans le vide, débrayé du moteur, elle créerait aussi une portance inverse (freinage) faible car elle s'approcherait de la transparence (pas de traction pas de freinage) l'incidence serait presque nul. La portance inverse (freinage) maximal dépend de l'incidence de la pale, du vrillage, de l'allongement et de ça vitesse de rotation qui elle même dépend aussi du frein moteur. Comme une aile d'avion qui à sa plus forte portance a une incidence précise avec une vitesse précise VX VY. Donc oui il y certainement une vitesse ou le freinage est le plus important c'est peut être ce que tu appelles piloté la finesse.
Par contre ne pas ce méprendre sur mon premier message, je dis que le moteur fournie de la puissance à l'hélice un peu au dessus du régime de ralentis gaz réduit à font du moment que l'avion avance. sur certain appareil ça peu produire de la traction ou pas de frein d'hélice à faible vitesse et allongé du passage des 15m au touché des roues. Et que c'est pas parce qu'on est au dessus du régime de ralentis gaz réduit, qu'il y a forcément freinage par l'hélice.

Je reprends les caractéristique de mon appareil pour un exemple concret:
L'appareil est très fin.
Régime de ralentis avec hélice E-Props 3 pales 1.60 = 2000rpm, hélice déposé le ralenti passe à 3000rpm
Vitesse max niveau de la mer 270km/h 7000rpm réducteur 2.682.
Une simple règle de 3 donne 1800rpm moteur à 70km/h .
Quand gaz réduit, le vent relatif entraine mon hélice à 3000rpm, on ce trouve dans la situation ou ni le moteur ni l'hélice s'entraine l'un l'autre, et l'hélice ne freine presque pas, elle se trouve quasiment à incidence zéro comme elle tourne librement, juste à vaincre ça trainé en rotation. en dessous de ce régime, le moteur transmet de plus en plus de puissance à l'hélice en ce rapprochant des 2000rpm, environ 2.5cv.
On comprend facilement que l'appareil allongeait et que inversement à la logique, en dessous de 115-120 km/h en descente gaz réduit, le taux de chute était moins fort moteur tournant que hélice en moulinet (puisque j'ai un embrayage centrifuge). d'ailleurs au début de mes essais je coupais souvent le moteur en courte finale, depuis j'ai réduit le rpm de ralentis. Avec une hélice à ppv, le problème serait réglé.
Avec un appareil à forte trainé et ou à faible vitesse, le problème peut ne pas ce ressentir.
Ce même moteur sur un appareil plafonnant à 150, 3000rpm correspondrai à grosso modo à 65km/h, a aucun moment gaz au ralenti l'hélice ne pourrait produire une poussé au dessus de cette vitesse.
Attention, je n'ai jamais dis que cette très faible puissance pouvait maintenir l'appareil en vol, je dis juste que l'hélice ne freine plus et que l'hélice produit de la traction mais très faible. Pas de freinage du à l'hélice voir une légère traction = ralentissement de l'appareil moins rapide.

[Daniel C]

Le rendement de hélice en frein est faible.
Voici ce qui se passe avec un MCR 4S en piqué, proche de la Vne tout réduit: 295 km/h @ 4710 tr/mn seulement.
Regardez l'horizon artificiel et la vitesse verticale

[serge5694]

C'est sur qu'on est loin du rendement de propulsion, quand je fais des paraboles pour passé en zéro G je fini à la verticale, c'est sur que même moteur réduit ça accélère rapidement, il vaut mieux avoir une bonne VNE, et faire une ressource douce. En début de ressource j'approche les 200 kt, et le régime est encore loin du maxi alors que plein pot en croisière c'est 145 kt.
Mais entre pas freiné beaucoup et tiré un peu il y a quand même une différence bien visible.

[Chicoleck]

Je ne comprend pas les 1.4 de VSO, peu importe la vitesse de descente, l'hélice tournant en moulinet produira une poussé inverse s'opposant au déplacement de l'avion; dans le cas inverse, l'hélice n'est pas en moulinet.

Oui. Le VSO à 1.4VSO était pour dire que si à cette plage vitesse l'hélice inversée n'est pas décrochée, et qu'elle est dans sa polaire de fortune et fonctionne en moulinet, effectivement il y aura de l'energie consommée et restituée en freinage. On est 'accord.

Si l'hélice tournait dans le vide, débrayé du moteur, elle créerait aussi une portance inverse (freinage) faible car elle s'approcherait de la transparence (pas de traction pas de freinage) l'incidence serait presque nul.

OUi. Cependant son énergie de rotation vient de la vitesse de l'air qui l'alimente, et donc d'un k.N.V3 ( k n'étant pas forcément grand et proportionnel au frottement du moyeu libre, des Cx résultant de l'hélice à l'envers, etc. Là c'est la fosse aux paramètres non déterminés qu'on met dans k sur ce type d'équation). En clair l'énergie qui fait tourner l'hélice près du régime de transparence est prise sur la vitesse, donc sur la finesse.

je dis que le moteur fournie de la puissance à l'hélice un peu au dessus du régime de ralentis gaz réduit a fond du moment que l'avion avance. sur certain appareil ça peu produire de la traction ou pas de frein d'hélice à faible vitesse et allongé du passage des 15m au touché des roues. Et que c'est pas parce qu'on est au dessus du régime de ralentis gaz réduit, qu'il y a forcément freinage par l'hélice.

Si. Sur une hélice sans embrayage, si le ralenti monte parce que la charge de l'hélice disparaît, c'est forcément parce que l'hélice a pris cette énergie dans l'air. Donc forcément un freinage, diminué de la partie différentielle fournie par le ralenti moteur standard.

../...Attention, je n'ai jamais dis que cette très faible puissance pouvait maintenir l'appareil en vol, je dis juste que l'hélice ne freine plus et que l'hélice produit de la traction mais très faible. Pas de freinage du à l'hélice voir une légère traction = ralentissement de l'appareil moins rapide.

Idem ci-dessus, si les 3000trs sont obtenus par l'hélice en moulinet, c'est que cette énergie est prise sur la vitesse air. Rien ne se perd rien ne se créé.

Sur un appareil avec embrayage, (le mien aussi) il faudrait que je fasse une ressource plein ralenti pour d'abord obtenir le débrayage.
A l'inverse si je réduis progressivement les gaz en descente, comment puis-je être sûr que les mâchoires se sont décollées ?
Dans ce je constate, si je met progressivement plein réduit (avec embrayage) et que le régime moteur reste à 4500 en piqué alors que je suis plein réduit, c'est que l'embrayage n'a pas débrayé et que l'hélice entraine le moteur, donc freine. Ceci dit, cela m'arrange puisque je veux dans ce cas caser ma finesse.
Si je débraye d'abord par une ressource, alors je suis en moulinet libre, et le freinage sera moins puissant en piqué, comme tu dis.

Ce que je sais déterminer en régime turbulent, c'est qu'une hélice calée a un Cx qui correspond à sa surface frontale et qui répond à k.S.V²
Une hélice en moulinet répond à un k.N.V3
La difficulté est d'estimer si k.N.V3 est supérieur à k.S.V2 en effet les deux k sont radicalement différent !! et S est totalement différent de N.
Cependant en hydraulique, on travaille volontairement avec des gicleur et des pertes de charge importantes, par exemple 20bars de perte à travers le gicleur de 0,8 pour s'affranchir VOLONTAIREMENT de la viscosité de l'huile froide (15°) ou chaude (65°)
En forçant le régime turbulent (sans laminer pour autant) les effet de la viscosité disparaissent, donc adieu Bernouilly et vive Newton.
Et c'est important, la perte de charge est TOUJOURS plus forte en turbulent sur des fluides non compressible, que dans tous les régimes laminaires.

[Chicoleck]

(baffouillage)

[Chicoleck]

(suite)
Et là où je ne sais pas répondre, c'est pourquoi une hélice calé dans du turbulent sous k.S.V² serait mystérieusement moins puissante en freinage, qu'une hélice sous un régime qui n'est PAS en turbulence pure... et donc a priori avec moins de perte ?

Pour une hélice libre, c'est clair, on est dans ce qui dit Serge, faible perte.
Pour une hélice embrayée bridée, la turbulence augmente et donc la perte augmente.
Alors pourquoi en aurait-elle moins une fois calée ?

@Daniel C. peut-être que tu peux éclairer ma lanterne sur le comment une hélice qui tourne peut fournir plus d'énergie de freinage ?
Phénomène d'adhérence, de décollement, gaz au lieu de fluide, etc ?
C'est ce dont je parlais lorsque je nommais un mystérieux dôme / dune qui ferait son apparition sur une courbe quelques post plus haut.
Mais j'aimerais bien voir cette formule, qui sous entend forcément qu'elle est complexe et non pas KSV2 ni KNV3
Tu me suis ?

[Daniel C]

@ Chicoleck

Je me demande bien où tu as pu lire cela ?

Un hélice qui tourne fonctionne en capteur d'énergie, pour simplifier comme une éolienne, et ne peut avoir un rendement supérieur à 16/27. Si elle ne tourne pas c'est forcément inférieur. Quant à calculer l’énergie perdue quand elle est calée, il te reste à faire le calcul.

Libre à toi de trouver des théories innovantes.

[Chicoleck]

@ Chicoleck

Je me demande bien où tu as pu lire cela ?

Libre à toi de trouver des théories innovantes.

Toujours aussi agréable ? !! Je ne pense pas t’avoir agressé, au contraire je pensais que tu serais en mesure de répondre.

Il faut que tu revois tes classiques entre les écoulements laminaires et turbulents, et surtout que tu comprennes ”comment” fonctionnent ces formules appliquées aux cas concrets.
Par exemple, un bulldozer pousse des pommes sur un sol en béton.
Sa benne mesure 2m X 1m
Il avance à 10m/s
Quel est la force nécessaire ?
F=1/2 M . S . k . v2
Tu vois l’aero n’à pas inventé la poudre.
Ce n’est pas écrit spécialement dans un livre, c’est de la physique basique généraliste.
Quand au V2 et V3 de mon post précédent tu as évidement compris que les 2 V ne sont pas les mêmes ?
V2 vitesse qui frappe l’extrados de la pale arrêtée, V3 vitesse sur le bord d’attaque de la pale.
Difficile de se comprendre si tu pars sans cesse en sarcasme.

[aubert]

Hello !
Désolé, totalement HS ....
On se demande parfois pourquoi notre petit groupe perd d'agréables contributeurs .....
Heureusement, le froid arrive et va geler ou au moins ralentir les neurones
Bonne journée
Dom

[paparomeo]

Et avec le froid il y aura aussi moins de mouches.
Heureusement pour elles…

[Daniel C]

Non, je ne me suis pas senti agressé et j'ai répondu

Pour revenir à la question originale:

Une hélice arrêtée a un Cz égal à zéro et le Cx d'une plaque rectangulaire qui aurait pour maître couple la surface totale des pales. Cette valeur est 1,1.

On peut approximer la résistance à l'avancement si on connait le géométrie de l'hélice:
Exemple

surface d'une pale 50 000 mm²
nombre de pales 3
surface totale 0.15 m²
vitesse 120 km/h soit 33,3 m/s
résistance = .5 x 1.2 x 1.1 x .15 x 33.3² = 110 N ou 11 kg

Puissance perdue:
110 x 33.3 = 3600 W

Si l'hélice est en rotation, entraînant le moteur et que l'on connait la puissance nécessaire à la vitesse de déplacement, on peut estimer la puissance restituée.

Exemple

Appareil volant à 180 km/h @ 60 cv ou 50 m/s @ 44 000 W
a 120 km/h la puissance nécessaire à Cx constant est 13 000 W

A t0 le pilote met les gaz à zéro

Le rendement maximum de l'hélice en capteur d’énergie est 16/27

Puissance restituée à t0
13 000 x 16/27 = 7 700 W

Ce sont probablement des valeurs un peu optimistes et données seulement pour fixer les ordres de grandeur.

Après t0, on peut calculer le taux de chute moteur tournant ou calé, mais là on va être dans l'overdose

[Chicoleck]

Ça c’est ce que j’ai déjà écris... k.S.V2 ...
Ce qui était demandé est : peux tu estimer si le k.N.V3 qui entraînerait l’hélice en moulinet est supérieur à cette valeur ?

Car, pour que la dépression de l'hélice en moulinet freine l’ulm plus que l’hélice calée, il faut qu’elle tourne à une certaine vitesse pour générer cette perte.
Admettons qu’elle arrive a un regime proche de la transparence, donc avec peu de cx sous forme de trainée.
Pour y parvenir elle a quand même empruntée k.N.V3

D’où la question.

Édit : j’ai reçu ta réponse en deux temps, pas vu la seconde partie. Sauf maintenant.
Donc ça explique le freinage.

[Daniel C]

Je ne suis pas certain de comprendre la question. Je réponds donc avec mon interprétation.

Une hélice peut avoir 6 modes de fonctionnement possibles, les 3 derniers sont moins fréquents sur les appareils légers.
Dans tous les cas les lois de l'aérodynamique s'imposent.

1° Calée
2° En capteur d’énergie = freinage aérodynamique
3° En transparence
4° En moulinet
5° En drapeau
6° En reverse

1° cas Cz = 0 et Cx =1,1
2° cas, la restitution d’énergie ne peut dépasse 16/27

J'ai déjà donné ma réponse avec des exemples.

3° cas Cz= O et Cx = O
Pas de freinage

4° cas, possible si embrayage
Cz est proche de zéro car l"hélice n'est freinée que par sa trainée qui est également faible car les 2 courbes son liées, tout va dépendre de la friction résiduelle de l'embrayage.
Freinage faible

5° cas possible si pas variable
Cz= 0 et Cx = 1,1, le maître couple est plus faible que le 1°cas, le freinage est donc également plus faible mais > à 4°

6° cas possible si pas variable
Utilisé au sol. En vol je ne sais pas.

[Pierre44]

...
Le Pilatus passe en pas zéro, ce qui crée un aérofrein de surface équivalente au disque de l'hélice. C'est énorme comme surface !

Non, pas en zéro. Mais comme je l'avais indiqué précédemment il passe en légèrement positif, ce qui crée quand même du freinage.

https://www.pilatus-aircraft.com/data/t ... %20R08.pdf

Voir la section 2.1: "...In the beta range, the propeller blades are set at a low positive..."

Il y a surement une raison pour laquelle ça ne passe pas à zéro, c'est peut être pour éviter de masquer la profondeur aérodynamiquement dans certaines configurations. Mais j'en sais rien, ce ne sont des que des supputations toutes personnelles...