Hélice à vitesse constante

[ramoneur]

Les hélices c'est très compliqué, d'accord... mais tout de même...

Les hélices soulèvent les avions, les passions et des volées de bois vert.

Voir ce post

http://www.forum-ulm-ela-lsa.net/viewto ... C3%A9lices

et les échanges "intéressants"

L'intervention de J Gréziller avait calmé le jeu, il était temps j'allais me faire écharper

[Jacky Gréziller / Hélices Valex]

A télécharger sur le site Valex

http://aerovalex.free.fr/Messages/pas%20variable.pdf

et cela

http://aerovalex.free.fr/Messages/calcul%20h-lice.pdf

Malgré mon QI de bulot , j'ai compris

Tu vois bien que tout n'est pas perdu si on prend le temps de t'expliquer.

[Woopy]

Ben oui, c'est clair... Les explications de Jacky et de Yankeeromeo ne me paraissent pas contradictoires. Ils donnent la même définition du "constant speed". Par ailleurs, ils confirment tous deux que de toutes façons une hélice se déforme lorsqu'elle est sollicitée. Et Yankeeromeo ajoute que si on est très malin, on peut prévoir cette déformation, jouer sur la rigidité de la pale aux bons endroits pour tenter de faire de la déformation un atout et non une gène. Ca n'a rien à voir avec une hélice constant-speed, c'est de l'optimisation de la rigidité d'une pale en composite.

Savoir si Peske a réussi ce contrôle intelligent de la déformation des pales, y-a que les utilisateurs qui peuvent le dire en comparant la même machine avant-après un changement d'hélice. C'est ce que je disais plus haut : il n'y a que l'expérience empirique des utilisateurs de bonne foi qui finira par valider le savoir-faire d'un hélicier.

Y-avait vraiment pas de quoi se disputer

[F-JGYB]

Rappel du post écrit par Yankeeromeo:

On obtient une hélice dont une partie de la pale change son incidence sous la charge, dans certaines limites. Aussi bien du point de vue mécanique, aérodynamique, que du point de vue du résultat, ces hélices se situent clairement entre les hélices à pas fixe traditionnelles et les hélices à pas variable.

et qu'en est-il des hélices "cimeterre" ?
-

[Jacky Gréziller / Hélices Valex]

Ben oui, c'est clair... Les explications de Jacky et de Yankeeromeo ne me paraissent pas contradictoires. Ils donnent la même définition du "constant speed". Par ailleurs, ils confirment tous deux que de toutes façons une hélice se déforme lorsqu'elle est sollicitée. Et Yankeeromeo ajoute que si on est très malin, on peut prévoir cette déformation, jouer sur la rigidité de la pale aux bons endroits pour tenter de faire de la déformation un atout et non une gène. Ca n'a rien à voir avec une hélice constant-speed, c'est de l'optimisation de la rigidité d'une pale en composite.

Savoir si Peske a réussi ce contrôle intelligent de la déformation des pales, y-a que les utilisateurs qui peuvent le dire en comparant la même machine avant-après un changement d'hélice. C'est ce que je disais plus haut : il n'y a que l'expérience empirique des utilisateurs de bonne foi qui finira par valider le savoir-faire d'un hélicier.

Y-avait vraiment pas de quoi se disputer

Woopy a tout compris : la seule difficulté pour moi, c'est de maîtriser la déformation du bois.
Bien sélectionner les planches pour la réalisation du madrier, les prendre au bon endroit dans la bille, les positionner au bon endroit dans le madrier, etc... (C’est un métier qui ne s’apprend pas dans les écoles). Deux hélices identiques, avec un positionnement différent des planches, ne donnent pas le même résultat.
Et je rajouterai qu’il y a surtout une bonne dose de pifométrie ou d’expérience, au choix.
Je n’ai jamais prétendu être l’inventeur de ce concept qui existe depuis la deuxième guerre mondiale si mes souvenirs sont bons.
Regardez les Nélices des gros Navions et vous comprendrez !!
Autre chose : à quand les chemises et le pantalon avec les boutons ou la braguette dans la poche ? Et pour vous en servir, il faudra la coudre vous-même ?! Comprenne qui veut...

[Lochardet]

C'est bien ce que j'ai écrit plus haut, et même plusieurs fois auparavant : à force d'abuser du marketing, on finit par dire tout et son contraire.
A force de parler de l'effet "constant speed", on fait croire qu'une hélice qui a un pied fixe peut avoir réellement une vitesse constante en toute circonstances...
Ça ne m'étonne pas que Jacky - qui ne raconte pas n'importe quoi, lui - veuille se remettre aux porte et fenêtres !
Courage, Jacky ! Il ne faut pas abandonner si vite !

Je confirme donc : "aéro-élasticité" est une conception qui existe réellement. Cela signifie que l'on prévoit, et calcule la déformation d'une pale. La déformation qui de toute manière a lieu, sauf que d'habitude elle n'est pas maîtrisée. On conçoit cette pale de façon à avoir une déformation (flexion et vrillage) correspondant aux paramètres choisis.
Mais appeler cela "constant speed" est un abus de langage.

J'insiste, bien sûr qu'une hélice se déforme sous charge, bien sûr qu'elles sont toutes (plus ou moins) aéroélastiques, bien sûr qu'il faut en tenir compte pour le calcul et la réalisation de l'hélice... ce que je dis simplement c'est que étant donné que la force centrifuge et la charge sont quasi identiques au décollage et en croisière pour un même nombre de tours moteur, il ne faut pas compter sur cette aéroélasticité pour introduire un changement de pas ? de vrillage? de ? qui serait différent dans chaque situation et bénéfique pour le rendement...

[Yankeeromeo]

Oui : toutes les hélices se déforment.
Non : elles ne sont pas toutes "aéro-élastiques".
Car le concept même d'aéro-élasticité signifie précisément une déformation contrôlée, ou maîtrisée.

Comment fait-il ? Là, on entre dans la cuisine du concepteur...
Comme l'a dit Jacky : il faut du savoir, de l'expérience, et une dose de pifométrie. "C’est un métier qui ne s’apprend pas dans les écoles."
Et, bien que la technologie du bois et celle du composite ne sont pas les mêmes, la construction réussie en bois, et celle en composites demandent la même dose d'expérience et de génie. La différence est qu'une mise en œuvre des composites est bien plus lourde, et demande un investissement financier plus important (fabrication des moules).

Comme je vois que Lochardet se prénomme Thomas (et je le comprends, car avant de "toucher du doigt", j'étais moi-même sceptique), je ne peux qu'appeler les utilisateurs des hélices Peszke qui sont en train de lire ceci, de partager leurs expériences. Ils ne pourront pas expliquer, "comment fait-il", mais ils pourront nous dire, quel en est le résultat observé.

[Clouds]

Je rebondis sur l'aéro élasticité évoquée pour demander pourquoi cette propriété semble plus difficile à obtenir dans le cas des moteurs à entrainement direct ?
Diamêtre insuffisant ou trop de raideur de pale pour tenir les pics de couple ? et alors quid des moteurs bicylindre ?

Racisme anti prise directe ? (humour)

Cordialement

[fredruby]

Bonjour à tous.

Mon compte tour est il en panne ?

Petite remontée de mesure du 10/06/2013 sur un ULM Buse air 150 avec rotax 80cv.
Essai d'une hélice PESZKE B-line 1600/1950 (1.6m de diamètre) Aero Elastique (ou dite à effet constant speed). (c'était la première fois que je montais une PESZKE !)
1er essai avec un Calage à 22°. (QNH 1014, 17°c, alt piste = 520ft)
Plein Gaz au Sol : 5 275 tr/mn (Ok, c'est sufisant pour aller voir)
Montée initiale : 5 275 tr/mn à 110 jusqu'a 2 000ft. Ok
Mise en palier (toujours plein GAZ) : Machine équilibrée à Vi 175 kms/h et compte tour à ... 5 275 tr/mn ! (là, le doute me gagne quand à l'état de marche du compte tour ! ?) et pourtant il tourne !
Ok on vas jouer !
Mise en descente : Machine équilibrée à la VNE => compte tour à ... 5 275 tr/mn ! Ok, là, ça agace !
Montée en chandelle, jusqu'au décrochage : => compte tour toujours à 5 275 tr/mn.
Remesure 2 fois de suite, même résultat. (petite relevé intermédiaire : à 5000 => 160 de Vi et 140 à 4500)
OK, je suis bleufé, je me pose.

Conclusion :
A ce niveau la, Ce n'est pas de l' "effet constant speed" c'est du constant speed !.
Allez comprendre ! ? Bravo l'aerodynamicien de chez PESZKE. Trés fort le POLONAIS !
(en fait, à y regarder de plus pret, il y avait environ 25 tr/mn de delta (le compte tour rotax est gradué de 200 en 200 tr/mn)

Par la suite, j'ai monté une B-line 1700 (mieux adapté, et oui !) avec là un delta variant de 0 à 300 tr/mn selon le calage initial.

Et Tout cela pour seulement 3 kg !!!

Maintenant, je monte des PESZKE sur les ULM. Pourquoi ? Pech que !

[Yankeeromeo]

Je rebondis sur l'aéro élasticité évoquée pour demander pourquoi cette propriété semble plus difficile à obtenir dans le cas des moteurs à entrainement direct ?
Diamêtre insuffisant ou trop de raideur de pale pour tenir les pics de couple ? et alors quid des moteurs bicylindre ?
Racisme anti prise directe ? (humour)
Cordialement

Bonjour Clouds,
N'étant ni aérodynamicien, ni hélicier (au niveau d'un Peszke, d'un Evra, ou d'un Gréziller), mais un simple vendeur, je n'en suis pas certain... mais il me semble bien que c'est lié surtout au régime d'hélice. À un régime plus élevé, la pale doit être nécessairement plus rigide, et on arrive à de paramètres de rigidité tels, qu'ils n'autorisent plus, ou plus difficilement, une élasticité exploitable (étant bien entendu qu'elles se déforment toujours).
On peut facilement trouver une analogie dans les ailes, ou des voiles des bateaux. Les ailes des planeurs modernes sont très souples, mais leurs vitesses maximales plafonnent. Plus la vitesse est grande, et plus la rigidité nécessaire d'un objet en déplacement augmente.
Le couple n'a rien à voir ici, le diamètre non plus. Le diamètre étant - bien sûr - limité par une vitesse périphérique maximale, les moteurs à prise directe imposent en toute logique des diamètres d'hélice inférieurs, que les moteurs réductés. Mais ceci est vrai pour tout type d'hélice.

De manière générale, si on recherche de la performance, on arrive à concevoir des solutions d'autant plus performantes, qu'elles sont limitées à un domaine particulier, ou à une plage des caractéristiques limitée. Quand on cherche de la polyvalence, les performances spécifiques sont moins élevées. Les hélices très performantes, ne peuvent pas l'être à la fois pour des régimes rotatifs lents, et des régimes rapides.

Je note aussi, que pour un hélicier un régime élevé est un mal nécessaire, auquel il s'adapte, parce que le marché le lui demande. Mais si on commençait la conception des aéronefs à partir de l'avant, c'est-à-dire à partir de l'hélice, on aurait certainement des régimes de rotation d'hélices peu élevés. Or, il se trouve que l'hélice est souvent le dernier élément pris en considération, et on attend d'elle qu'elle soit quand même efficace... ou on l'attend même pas, parce qu'on sous-estime son importance.

[Clouds]

Oserais je dire que pour avoir un effet constant speed il est necessaire d'avoir un "constant rpm" ?
Nan je rigole;
Néanmoins je traduis tes propos par une necessité de faire travailler l'hélice à un régime relativement faible - genre 2000 rpm maximum - sans quoi la centrifugation raidit trop la pale et annule l'effet de torsion
Du coup , et toujours dans le prolongement de tes propos, les puissances obtenues bien au delà de 2000 (2700 rpm pour les conti-Lyco; 3300 rpm pour Jabiru et ULPower et 3500 pour certains VW) ne sont pas compatibles avec la torsion programmée;
Me gourre-je ?
Je reviens quand même sur le couple impulsionnel des moteurs non reductés, qui donnent quand même de jolis coups de massue dans l'hélice, qui sont - à puissance délivrée égale- 2.5 fois plus puissants (environ) que les moteurs réductés, ne crois tu pas que l'hélice doive être singulièrement renforcée pour tenir la fatigue liée à ces pics et par là contrarier l'élasticité du phénomêne ?
M'aventure-je ?

Que je sois bien clair, je respecte le produit et son distributeur, des copains en 912 en sont satisfaits, je cherche à comprendre la chose en prise directe

Cordialement
Clouds

[Jacky Gréziller / Hélices Valex]

Vous trouverez sur mon site les essais d’une hélice cimeterre équipant le MCR4S de Saint Nazaire que je rappelle brièvement ici

Point fixe régime maxi 5260 tr/mn
Montée initiale à 140 km/h 5340 tr/mn
Montée plein gaz à 170 km/h 5340 tr/mn
Plein piqué à la Vne 4700 tr/mn

On notera la diminution de 80 tr/mn au point fixe (décrochage des pales) et 4700 tr/mn à la Vne (320 km/h)

[Yankeeromeo]

Oserais je dire que pour avoir un effet constant speed il est necessaire d'avoir un "constant rpm" ?
Nan je rigole;
Néanmoins je traduis tes propos par une necessité de faire travailler l'hélice à un régime relativement faible - genre 2000 rpm maximum - sans quoi la centrifugation raidit trop la pale et annule l'effet de torsion

Bonsoir Clouds,
Non, j'ai dû mal m'exprimer : la force centrifuge ne "raidit" pas la pale... par quel miracle aurait-elle pu y arriver ?
Simplement, les efforts à 3 000 - 3 300 rpm étant plus importants (et les vitesses des pales plus élevées) qu'à 2 300 rpm, on doit construire une pale plus rigide.
On peut faire tourner les hélices conçues pour le Rotax (ou plutôt pour un régime tel, que celui de Rotax) sur un Jabiru, nous l'avons fait... Aucune catastrophe n'a eu lieu. Seulement les performances n'ont pas été aussi élevées que l'on pouvait en attendre...
Si on peut qualifier les effets décrits plus haut par Fred comme exceptionnels, le même modèle avait à 3 000 rpm des performance tout à fait moyennes... La plage des vitesses de rotation optimales pour les hélices de la gamme B-Line de Peszke va de 2 120 à 2 560 rpm. Au delà de ces limites l'hélice travaille toujours, bien sûr, mais moins bien.

Du coup , et toujours dans le prolongement de tes propos, les puissances obtenues bien au delà de 2000 (2700 rpm pour les conti-Lyco; 3300 rpm pour Jabiru et ULPower et 3500 pour certains VW) ne sont pas compatibles avec la torsion programmée; Me gourre-je ?

Toutes les hélices de la gamme B-Line sont prévues pour de puissances allant jusqu'à 120 ch, et deux les plus grandes (1,82 m) même jusqu'à 160 ch. Ce n'est donc pas la puissance qui "gêne", mais bien le régime. Les VW ont des puissances bien moindres et le problème reste le même : les hélices optimisées pour les régimes que je viens d'indiquer, sont moins performantes aux régimes plus élevés. La puissance ne change rien à cela.

Je reviens quand même sur le couple impulsionnel des moteurs non reductés, qui donnent quand même de jolis coups de massue dans l'hélice, qui sont - à puissance délivrée égale- 2.5 fois plus puissants (environ) que les moteurs réductés, ne crois tu pas que l'hélice doive être singulièrement renforcée pour tenir la fatigue liée à ces pics et par là contrarier l'élasticité du phénomêne ? M'aventure-je ?
Que je sois bien clair, je respecte le produit et son distributeur, des copains en 912 en sont satisfaits, je cherche à comprendre la chose en prise directe
Cordialement
Clouds

Il est certain que, si les moteurs travaillent de façon plus brutale (irrégulière), les hélices doivent intégrer ce fait dans leur conception, autrement dit, elles doivent être plus solides de par leur construction. Jusqu'à présent, nous n'avons noté aucune faiblesse de nos hélices montées sur de moteurs 2-temps, comme les Rotax 503 ou 582, par exemple. Si des hélices ne résistent pas, il faut chercher une raison dans leur construction, et non pas dans le couple "démoniaque" de 2-temps...

Mais il ne faut pas oublier que la qualité de la construction d'une hélice, et les limites données par le constructeur, ne sont que l'avers de la médaille. Le revers, c'est l'installation. Les hélices réglables (ajustables) au sol doivent être réglées pour un angle d'incidence de la pale qui correspond le mieux à la configuration avion / moteur. Ce réglage, il faut le trouver, et ce n'est pas toujours une mince affaire... On peut parfois y tomber du premier coup, et parfois il faut 4 ou 5 essais. Une telle hélice est un outil de précision, et le manque de rigueur se paye par l'absence de résultat escompté.
L'installation doit être réalisée avec rigueur. Un jour, je dû intervenir chez un client qui se plaignait de vibrations. Hélices Peszke étant réputées pour leur marche régulier et l'absence des vibrations, nous y sommes allés. Nous avons trouvé un écart de 3° entre les pales... la tolérance admise étant de 0,2°...
Les boulons doivent être serrés à la clef dynamométrique, selon les valeurs indiquées dans le manuel. Pardon de le dire, mais là aussi j'ai vu des cas... hum... surprenants.

[ramoneur]

Quand je suis entré chez Léger en 1996, Alain Léger faisait déjà ce type d’hélice et n’a jamais prétendu en être l’inventeur.
J’en ai moi-même réalisé sur plusieurs types de machines avec des résultats positifs et significatifs sur les motorisations Lycoming, Continental et Rotax 4 temps.

Effectivement rien de bien nouveau dans ce domaine.

http://en.wikipedia.org/wiki/Scimitar_propeller

On lit 1900... et on voit un avion de 1926 et un A 400 M

[ramoneur]

Il est certain que, si les moteurs travaillent de façon plus brutale (irrégulière), les hélices doivent intégrer ce fait dans leur conception, autrement dit, elles doivent être plus solides de par leur construction. Jusqu'à présent, nous n'avons noté aucune faiblesse de nos hélices montées sur de moteurs 2-temps, comme les Rotax 503 ou 582, par exemple.

Les 503 et 582 sont en prise directe ?