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Hélice à pas variable

Tous les sujets techniques concernant l'avion, les moteurs, la mécanique du vol, les instruments.

Hélice à pas variable

Messagede E.MONNIER le Jeudi 20 Décembre 2007 23:43

Image


De la théorie à la pratique ...

Qui est capable de nous faire un beau cours théorique sur l'utilisation et la technique de l'hélice à pas variable ?

et de nous dire tous ses avantages , ainsi que les risques en cas de méconnaissance ou de mauvaises utilisations.....

et on espère tous des illustrations  bien sûr !
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Re: Hélice à pas variable

Messagede Papa-Hotel le Vendredi 21 Décembre 2007 00:14

Bon le pas calage variable je débute mais deux ou trois choses en vrac (saans photos désolé) :

En première approximation c'est la "boite de vitesse" de l'avion.
Ca permet un meilleur rendement de l'hélice et sur une plus grande plage de vitesses.
Attention on a un risque de sur couple (comme si tu cherches à démarrer en 5e sur ta voiture) avec donc risque de faire bobo au moteur... si on utilise pas correctement le système.
Ca permet d'avoir moins de bruit en croisière du fait d'un régime hélice moins élevé.
C'est la classe la manette en plus Image.

Sur nos avions courants on devrait même parler pour être exact d'hélice à vitesse constante. C'est à dire que la manette bleue pilote une vitesse de rotation hélice et plus directement un calage.

D'autres seront plus clairs que moi.
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Re: Hélice à pas variable

Messagede E.MONNIER le Vendredi 21 Décembre 2007 00:30

tu l'as parfaitement expliqué ... c'est un parfait dosage entre la puissance du moteur, vitesse de rotation , calage de la pale et donc puissance de tractage etc ....

c'est pourquoi j'aimerai en savoir plus , sur pour mieux utiliser et pas simplement suivre comme un âne la checklist .... ou au mieux le manuel de l'appareil...
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Re: Hélice à pas variable

Messagede Alexis le Vendredi 21 Décembre 2007 02:46

Je rajouterai qu'il y a un risque "de chaque côté", soit sur-couple, soit sur-régime. Et vient s'y ajouter le réglage de la richesse ...

Donc une séquence de réglage différente si on veut augmenter la puissance (richesse pour ne pas risquer d'étouffer, puis pas pour ne pas passer en sur-couple, puis PA), ou diminuer (PA pour ne pas passer en sur-couple, puis pas, et enfin richesse).

Ci-joint un schéma de régulateur pour hélice à vitesse constante (tiré de "L'entretien des avions légers", Roland Tatereau) :
Image
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Re: Hélice à pas variable

Messagede denis r-e le Vendredi 21 Décembre 2007 07:35

Je te ressors un vieux truc que j'avais posté il y a des siècles sur l'ancêtre du forumàléon, du temps de la FFA. Si ça peut éclairer ...







"J’aime pas gâcher !

Hier, je tombe sur une question de Pierre H sur l’autre site. Vous savez, celui des gens qui défendent et promeuvent notre petite aviation ? Ne faites pas les ânes, vous voyez très bien de qui je veux causer !

Bref, je lui prépare une petite réponse, je me connecte pour lui coller (sur son post, pas dans la g….e) et c’est tout cassé. Impossible de répondre ! Comment ? C’est pas cassé ? Nonnnnn.

Bref, j’aime pas gâcher. Alors, je me suis dit que je répondrai à sa question ici. Même s’il n’a pas encore posé de question !
C’est fort comme service après vente non ? La réponse avant la question ! Moi je trouve ça balaise !

La question de Pierre (j’ai résumé sinon, avec ma réponse, on va faire exploser ce forum) (ce serait dommage) :


En gros, quelqu'un peut-il m'expliquer la gestion de la manette bleue le long d'un vol, du départ à l'arrivée ? Ce système est-il vraiment si rentable que ça ? Ce dispositif complexe n'est-il pas une source suplémentaire de pannes ?


Pierre. C’est à la fois simple et compliqué.
Par quoi on commence ?
Ouais, moi aussi je n’aime pas me prendre la tête.
Alors on y va.

On va parler du cas très courant de la constant speed. Pourquoi ? Parce que c’est très très répandu sur les petits avions à hélice pas variable et surtout parce que c’est celui que je connais. Ben oui, j’ai des lacunes. Les autres je laisse quelqu’un d’autre t’expliquer.

Ta manette bleue est une manette magique. Si si, les clédedouzes vont te démonter la tripaille et si tu n’es pas porté sur la mécanique, t’auras du mal. Les scientifiques vont te démontrer. Moi j’aime assez mais c’est parfois un peu complexe. Alors on va faire de la poésie ! D’accord ?

Tu es sur l’eau. Comment ? Non, pas comme Jésus ! Dans un bateau. Genre canoë kayak. Avec une rame. Tu sais, le machin qu’on met dans l’eau et qu’on tire vers soi pour faire avancer. OK ? Tu sais nager ? Bon, parce qu’on ne sait jamais !

Alors, en cette radieuse journée de grippe aviaire (je ne t’avais pas dit ? Tu es sur un étang dans les Dombes…), tu te lances un petit défi. Tu te dis « Tiens, je vais m’imposer un rythme ! Je vais m’imposer de pédaler un coup de rame toutes les secondes ! »

Comment ? Oui, je suis d’accord, c’est débile. Mais pas tant que ça ! Tu sais, il y a des gens qui sont sportifs. Et qui se lancent des défis. Qui escaladent des montagnes, qui courent comme des malades, qui volent en 112 en plein hiver, etc etc. Alors pas de jugements hâtifs ! Ce n’est pas parce que tu trouves débile d’être en canoë sur les Dombes que ça ne branche pas les autres !
Mais bon, entre nous, je n’aime pas trop le bateau non plus. Mais j’admets que ça puisse en passionner d’autres.
Bon, on s’éloigne.

Alors tu te dis, « je pédale un coup par seconde ». D’accord ? Comment ? Mais non, il n’y a pas de canard dans le coin (coin) (désolé j’ai pas pu me retenir). Ils sont où ? Bon, Patrick, tu veux comprendre ou on va balayer les hangars ? Bon !

Alors, tu es à l’arrêt et tu démarres. Que se passe t il ?

J’attends !

D’accord, tu vas avancer. Mais tu vas avancer comment ? Comment ? De travers ? Pffffffff. Patrick ! Je te parle pas de trajectoire ! J’ai oublié de poser toutes les bases : tu rames un coup à gauche et un coup à droite ! D’accord ? Donc tu devrais avancer à peu près tout droit. Comment ? Tu as un bras plus court que l’autre ? Bon, OK, j’ai compris. Tu vois le balai là bas ? On y va ! Direction le hangar !

Bon, t’arrêtes de déconner 5 minutes ? ? ? Sûr ? On continue.

Alors tu vas avancer comment ?

Ouiiii, de plus en plus vite !

Bien. A ton avis, si tu avances de plus en plus vite, que va faire la distance toutes les secondes ? Très bien ! Elle augmente. De plus en plus. Donc, chaque fois que ta rame va rentrer dans l’eau, ce sera à des distances de plus en plus grandes, d’accord ? Bien !

Mais Patrick, est ce que tu crois que tu vas réussir à passer le mur du son en pagayant comme ça ? Non ? Nous sommes bien d’accord. Et pourquoi tu ne vas pas réussir à faire comme Chuck ? Hein ? Tu ne connais pas Chuck ? Le Chuck ? Yeager, Patrick, Yeager ! Le premier homme qui a passé le mur du son. L’étoffe des héros tu n’as pas vu ? T’aurais du !

Bon, d’après toi, pourquoi tu n’arriveras pas à passer le mur du son ? Et oui, tu n’es pas assez fort !

Et que va donc faire ton kayak ? Exact, il va plafonner à une vitesse limite. Qui sera moins grande pour toi que pour moi parce que je suis plus fort ! Mais non, je déconne ! Quoique…

Bein voilà, t’as tout compris la manette bleue !

Un résumé ? Oui, ça s’impose !

Ta manette bleue, c’est elle qui va fixer le rythme. Pas un coup de rame par seconde, en aviation ça fait pas sérieux. Mais des tours par minute. Selon sa position, tu vas fixer 2500 ou 2300 ou 2600 tours par minutes. Plus elle est en avant, et plus le rythme sera élevé. Sur mon kayak, mon RV4, plein avant j’ai une limitation et je plafonne à 2500 t/mn. Normalement, sur une hélice « normale », plein avant tu es à 2700 t/mn. Je te cause du Lycosaure de base. Les autres il faut voir au cas par cas.

Et la distance entre chaque coup de rame, c’est le pas de l’hélice. Au début, quand tu démarrais, la distance entre chaque coup de rame était courte, c’est le petit pas. Au fur et à mesure que l’avion (le kayak) accélère, la distance, le pas s’allonge. L’hélice passe d’un petit pas à un grand pas. Automatiquement. Comme en kayak.

Jusqu’à atteindre une vitesse d’équilibre. Due à la force de tes petits muscles. C’est la puissance de ton moteur.

OK ?

Alors concrètement, comment on s’en sert ?

1) Tout d’abord, tu décolles et tu atterris manette stroumph plein avant. On dit aussi plein petit pas. On devrait dire régime maxi. Car tu fixes le régime du moteur avec cette manette. Et tu es comme dans un avion « normal », je veux dire avec une hélice à pas fixe. Ta manette de gaz te permet d’accélérer et de ralentir comme un avion classique. Sauf ! Sauf que tu ne risques pas, en principe, de faire une survitesse. Tu as fixé un régime, le bazar se prosterne en évitant de t’ennuyer avec les détails. Et il se démerde. Tu as plein de petit stroumphs dans le cône de l’hélice qui sont là uniquement pour régler le régime à la valeur que tu as fixé. Et oui ! Pourquoi tu crois qu’elle est bleue la manette ? Le hasard n’y est pour rien !

2) En croisière , tu vas pouvoir diminuer ce régime. En reculant la manette bleue. Et afficher par exemple 2300 t/mn. Pourquoi faire ? Patrick, en voiture, ça fait quoi quand ton moteur tourne moins vite ? Et oui, pareil, tu économises de l’essence !

Oui, mais à quoi sert la manette des gaz alors ? Ahhhh, bonne question. Je l’attendais !
Simple, ta manette de gaz sert à fixer la puissance que tu va demander à ton moteur. C’est un peu ta capacité musculaire. Si tu veux battre un record avec ton kayak, tu vas libérer tout tes muscles. Si tu veux faire pépère, tu vas t’économiser. Avec la manette des gaz !

Mais tes muscles, tu arrives à les doser ! Tu sens ta force ! Comment ? Des fois tu ne la sens plus ? Bon, Patrick, arrête de te vanter !

Le moteur, c’est moins facile à sentir. On peut écouter, mais la manette stroumph le bloque à un régime donné. Donc tu ne pourras pas faire comme en 112 et dire que tu règles à l’oreille. Tu pourrais aussi mesurer une température. Mais avec l’inertie, c’est pas très précis pour dire quelle puissance tu développes. Alors, un jour, un magicien a eu une idée. Il a inventé la PA.

C’est la Pression d’Admission. En tout cas c’est la traduction officielle. Et ça va te donner une bonne image de la puissance que tu demandes à ton moteur. C’est la pression atmosphérique mesurée directement dans les pipes d’admission (dans une pipe en fait. C’est suffisant).

Et ce magicien était très malin car il savait qu’il s’adressait à des gens pas forcément aussi malin que lui. Il a donc trouvé une unité facilement exploitable pour des gens comme toi et moi. Comment ? Oui, si tu veux, surtout comme moi. L’unité c’est le pouce de mercure. Non, pas la planète, le métal. Et ce pouce de mercure varie de 0 quand tu es dans le vide intersidéral à 30 et des brouettes à la pression atmosphérique au sol, là, à nos pieds.

Tu ne vois pas la facilité d’utilisation ? Normal je ne t’ai pas tout dit. Il faut savoir que quand ton moteur tourne plein gaz, la PA descend à 28 ou 29 pouces. Et si tu réduis les gaz, elle descend de plus en plus. Hors ton moteur, lui, va tourner, en croisière, entre 2000 et 2500 t/mn. C’est la plage habituelle. Tu vas donc, pendant le vol, essayer (et réussir) de faire correspondre la PA avec la valeur du régime en centaines.

Comment ça pas clair ? On prend un exemple ! Tu as réglé 2500 t/mn. Avec la manette ? … J’attends ! Oui, avec la manette bleue ! Il va donc falloir régler combien de pouces ? 2500 divisé par 100 ça donne ? Non, je n’ai pas de calculette ! Tu te fous un peu de moi quand même non ? Non ? Ah bon. Je croyais. Bon, il va falloir afficher 25 pouces. Avec la manette des gaz. Facile non ?

C’est le réglage habituel durant tout le vol. Si tu décides de prendre un rythme plus faible, tu ajustes ta PA en conséquence. Exemple : 23/23 (23 pouces et 2300 t/mn) ou 24/24 etc etc.

A noter une petite particularité. Patrick, que fait la pression atmosphérique quand tu montes ? Exact, elle descend. Donc, si tu as réglé 25/25 au raz des pâquerettes, et que tu décides de monter, que va faire ta PA ? Exact. Elle va diminuer elle aussi. Donc, quand tu montes, tu pourras pousser régulièrement sur la manette des gaz pour ramener la PA à 25. Et tu constateras qu’à une altitude donnée, ta manette des gaz sera plein avant. Tu seras plein gaz et ton moteur sera en train de donner tout ce qu’il peut. Et comme toi, il ne pourra donner que ce qu’il a.

Inversement, si tu descends, la PA augmente. Il faudra donc diminuer, tirer la manette des gaz vers l’arrière pour éviter de trop dépasser la valeur du régime fixée par les stroumphs.

Dernière subtilité : quand tu veux réduire le régime, tu réduis d’abord la PA puis tu recules la manette bleue. Et inversement pour augmenter le régime.

Si ça t’intéresse, on reviendra sur ce point précis. Mais pour l’heure, tu réfléchis à tout ça et tu prends quand même le balai, c’est pas du luxe !"
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Re: Hélice à pas variable

Messagede René-Pierre Teindas le Vendredi 21 Décembre 2007 09:07

Que d'énergie!Image
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Re: Hélice à pas variable

Messagede Andy le Vendredi 21 Décembre 2007 10:29

E.MONNIER a écrit:De la théorie à la pratique ...


En pratique c'est cher à l'achat, cher en entretien et c'est des risques de pannes supplémentaires.

En théorie ca optimise le rendement du moteur donc de l'avion, en pratique aussi. Image

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Re: Hélice à pas variable

Messagede denis r-e le Vendredi 21 Décembre 2007 13:40

René-Pierre Teindas a écrit:Que d'énergie!Image


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Re: Hélice à pas variable

Messagede andre44 le Vendredi 21 Décembre 2007 20:02

Bonjour

Denis tu as bien répondu exactement a la question posé

Qui est capable de nous faire un beau cours théorique sur l'utilisation et la technique de l'hélice à pas variable ?
Je vais m'éloigner de la question ,mais comprendre pourquoi il faut agir sur le pas il faut comprendre les besoins du moteur et les besoins de l'avion suivant sa configuration en vol .Décollage ,montée, vole en palier ,vole a haute altitude..
Faire ce que dis le manuel et pourquoi il faut opérer de cette facon , il faut comprendre la notion de PA  sur les différents moteurs a piston ainsi que la notion de torque sur les turboprop la particularité de certain moteur réductés de certain moteur diesel .

Dans des posts anterieurs  j'avais parlé de moteur en sous charge et le risque de casse des segments coupe feux , l'unité de PA  (Manifold pressure) qui est gradué en pouce de Mercure de 10 a 30 , (75 pour les turbos) Cette unité a rendu simple la lecture avec des moteurs   qui tournent en croisière autour de 2500rpm  mais pour les moteurs  qui tournent  a 3200rpm et les anciens qui tournent 2100 rpm la règle RPM /PA ne convient plus .
Comme la expliqué Denis   a 0 Hg cela représente le vide complet et 30Hz la pression atmosphérique
Au ralentie papillon des gaz fermé cela donne un 10Hg , en forte charge cela peut monter a 29  pleine puissance avec une hélice   a grand pas , En piqué moteur complètement réduit (en moulinet cela peut descendre a 3 Hg )

Le PA est directement lié a l’ouverture du papillon et au RPM du moteur, c'est une reference ..  
Bas RPM papillon grand ouvert  donne  faible  depression soit proche de 29 PA forte charge sur le moteur
Haut RPM papillon peu ouvert donne grande depression soit proche de  5 PA  trés faible charge sur le moteur
Même quand on ajuste une hélice a pas fixe on tiens compte du PA cette opération est plus délicate lorsque on utilise des hélices de grand diamètre ,dans certain cas sur les hydravions on est hors norme afin d’exploiter toute la puissance au décollage , ce qui pose probléme en croisière  moteur qui marche en sous charge. (<<heureusement>> que les flotteurs font du drag  que cela procure une charge au moteur)
Une hélice a pas variable est intéréssante sur des avions qui ont une plage de vitesse assez grande entre la montée et la croisiere .
Aux essais sur un PA 18 hydravion , donc vitesse de montée et de croisière (relativement)   proche , une bonne hélice a pas fixe bien (pitché)  est plus performente qu’une hélice a pas variable , sans compter le poids l’équipement (régulateur) et la maintenance d’une variable.
Il serait ridicule de poser une hélice a pas variable sur un J3 ,mais interéssant sur  RV
Un hélice a pas variable de petit diamètre on perd l’avantage du pas variable , (elle a trop de glissement)
Un des exemples d’hélices a pas variable bien adaptées c’est la Mac Cauley sur les Cessna180  (grande hélice) qui permet d’exploiter l’avion dans toute ses configuration y compris décollage avion surchargé.

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Re: Hélice à pas variable

Messagede Geneviève G. le Vendredi 21 Décembre 2007 21:18

Dernière subtilité : quand tu veux réduire le régime, tu réduis d’abord la PA puis tu recules la manette bleue. Et inversement pour augmenter le régime.

Pour l'utilisation, il faut penser au derailleur sur un velo,

la pression d'admission representant l'effort des mollets,
le grand pignon representant le petit pas (RPM plus fort),
le petit pignon representant le grand pas (RPM plus faible),
la richesse representant les calories necessaires a la valeur de l'effort produit.

Le passage de montee a palier :
L'effort diminue :
je pedale moins dur (pa 25 > 23)
je change de pignon (RPM 2500 > 2300)
j'ai moins besoin de calories (j'appauvris).

Le passage de palier a montee :
besoin de celories avant l'effort (j'enrichis),
je retrograde, je change de pignon avant l'effort (RPM 2300 > 2500 ou plus),
enfin je peux pedaler (pa 23 > 25 ou plus)
Si on oublie de retrograder avant de pedaler, ouille, ouille, ouille, les mollets !Image,
cela cree un surcouple.

Mais on peut deculpabiliser en verifiant dans le manuel de vol que maintenant il est prevu que le nombre representant la PA puisse depasser celui du RPM.Image
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Re: Hélice à pas variable

Messagede E.MONNIER le Vendredi 21 Décembre 2007 23:33

AH génial , je vous remercie , je commence à m'y retrouver ....

à qui le tour pour donner sa vision du sujet ?


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Helice contre rotative sur un mustang....P51 , moteur rolls royce
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Re: Hélice à pas variable

Messagede Philippe Warter le Vendredi 21 Décembre 2007 23:55

Vi vi.
Moi c'est la moto qui m'a aidé :
Quand je veux aller plus vite, je mets le bon rapport (sélecteur = manette bleue), puis je mets du gaz (accélérateur = manette noire).
Quand je veux aller moins vite, je rends la main (accélérateur = manette noire), et ensuite je tombe un rapport (sélecteur = manette bleue).

On ne règle pas la richesse en moto, les carbus sont intelligents (comme ceux des Rotax) , ou alors il y a une injection qui se débrouille.

La richesse (manette rouge) se règle de la même façon, qu'on ait une hélice pas fixe ou pas variable, le but du jeu étant d'économiser de l'essence sans faire de mal au moteur. La règle qu'on m'a apprise : plein riche sous 3000 ft, plein riche pour les changements d'altitude.
Donc on n'appauvrit qu'en palier et au dessus de 3000 ft. Si on a un EGT c'est facile, on recherche tranquillement le pic, en prenant le temps de voir l'aiguille se stabiliser, puis on enrichit pour descendre de 2 graduations. Si on n'en a pas, on appauvrit à l'oreille jusqu'à entendre le moteur légèrement ratatouiller, puis on repousse la manette rouge de 1 cm.
Les signatures sur les forums internet sont souvent apocryphes. Jules César.
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Re: Hélice à pas variable

Messagede andre44 le Samedi 22 Décembre 2007 00:34

Bonjour
Quand je veux aller plus vite, je mets le bon rapport (sélecteur = manette bleue), puis je mets du gaz (accélérateur = manette noire).

Il ne faut pas penser que avec une hélice a plus grand pas on atteindra le maximum de vitesse plein gaz.

Pour atteindre la vitesse maximal  avec un avion  moteur plein gaz, en palier il faut que l'hélice permette au moteur de tourner dans la zone rouge (avion de course ou de record)

Pour avoir le maximun de croisiere sur un avion  il faut que plein gaz en palier l'hélice tourne en dessous de la zone rouge. (avion d'école sur la location)

Pour emporter un maximum de charge sur un avion cela prend une hélice de grand diametre et qui tourne (proche) du rouge en montant  2500rpm pour les Lycoming (hydravion avion de brousse)

Ce que l'on recherche dans une hélice c'est d'avoir le moins possible de glissement en palier.
Certain moteur a faible couple on tolere jusqu'a 40% de glissement pour avoir un régime suffisant au décollage et en monté .

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Re: Hélice à pas variable

Messagede E.MONNIER le Samedi 22 Décembre 2007 10:16

ENCORE UNE QUI DOIT VENTILER !!!

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Re: Hélice à pas variable

Messagede Geneviève G. le Vendredi 4 Janvier 2008 23:51

Plus modeste :

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