Décoller en adaptant un grand pas d'hélice!

[AFB777300]

Bonjour à tous,

Je me posais cette question, en lisant le manuel du pilote privé: pourquoi ne décollons-nous pas avec un grand pas, au lieu d'un petit pas?
Si nous le comparons à une aile, je me suis toujours dit qu'augmenter l'incidence augmenterait la portance (en effet, le coefficient de portance augmente). Bien évidemment, au-delà d'une certaine incidence, nous décrochons. Cependant si nous l'augmentons correctement dans notre domaine de vole, la resultante aérodynamique augmente (pour maintenir le palier à une faible vitesse par exemple).
Je ne comprends donc pas l'utilité d'utiliser un petit pas pour le décollage. Il y a donc peut-être une mauvaise interprétation du pas d'hélice de mon côté. De ce que j'ai compris, changer le calage (donc le pas), permet tout simplement de changer l'incidence de la pâle et de rendre l'hélice efficace et productive durant toutes les phases du vol. Pourquoi adoptons-nous donc un petit pas au décollage? La resultante aerodynamique (soit ici la traction) est-elle plus élevé avec un petit pas qu'un grand pas?
Si nous reprenons la formule de la portance: 1/2pV^2SCz, nous voyons que nous pouvons jouer sur V et Cz (ou bien S mais cela nous concerne pas actuellement) directement. Je pourrai produire beaucoup de portance avec un faible angle d'incidence mais une vitesse élevé OU un fort angle d'incidence avec une vitesse faible. Cela expliquerai pourquoi, au décollage, un petit pas serait nécessaire. Cependant en croisière, nous ne sommes pas à une vitesse faible...pourquoi utiliser un grand pas (nous obtenons à ce moment là une combinaison entre incidence ET vitesse élevé). Bref, toute réponse lié à la Physique derrière ces ailettes seraient apprécié!

Je lisais ce document: http://ffa-jeunes.ens-cachan.fr/BIA-Pédago_files/H.pdf
On nous dit que lorsqu'on pique, la vitesse de rotation des pales augmente. Juste pour confirmer....pourquoi? L'hélice produit donc egalement une plus grande force de traction j'imagine?
On augmente alors le pas...que se passe t-il donc exactement? L'incidence augmente donc la traînée augmente et ralentit la vitesse de rotation?

Encore merci pour l'ensemble de vos éventuelles réponses,

A+

[Delépine]

L'avion qui décolle au grand pas court à grands pas vers la clôture en bout de piste

Denise Fabre

[Delépine]

Mouchotte pas content d'avoir failli se planter au décollage en volant un avion pour gagner la France Libre dit que des collabos avaient bloqué délibérément les hélices au grand pas pour la punition des traîtres à Pétain.
Voilà ce qui arrive quand on ne fait pas soigneusement ses essais moteurs avant décollage.

[Tontonlyco]

On augmente alors le pas...que se passe t-il donc exactement? L'incidence augmente donc la traînée augmente et ralentit la vitesse de rotation?

Derrière l' hélice il y a un moteur dont la vitesse diminue si la charge augmente, et qui au décollage doit fournir sa puissance max qui croit avec sa vitesse de rotation

[Bee Gee]

Bonjour à tous,

Je me posais cette question, en lisant le manuel du pilote privé: pourquoi ne décollons-nous pas avec un grand pas, au lieu d'un petit pas?
Si nous le comparons à une aile, je me suis toujours dit qu'augmenter l'incidence augmenterait la portance (en effet, le coefficient de portance augmente). Bien évidemment, au-delà d'une certaine incidence, nous décrochons. Cependant si nous l'augmentons correctement dans notre domaine de vole, la resultante aérodynamique augmente (pour maintenir le palier à une faible vitesse par exemple).
Je ne comprends donc pas l'utilité d'utiliser un petit pas pour le décollage. Il y a donc peut-être une mauvaise interprétation du pas d'hélice de mon côté. De ce que j'ai compris, changer le calage (donc le pas), permet tout simplement de changer l'incidence de la pâle et de rendre l'hélice efficace et productive durant toutes les phases du vol. Pourquoi adoptons-nous donc un petit pas au décollage? La resultante aerodynamique (soit ici la traction) est-elle plus élevé avec un petit pas qu'un grand pas?
Si nous reprenons la formule de la portance: 1/2pV^2SCz, nous voyons que nous pouvons jouer sur V et Cz (ou bien S mais cela nous concerne pas actuellement) directement. Je pourrai produire beaucoup de portance avec un faible angle d'incidence mais une vitesse élevé OU un fort angle d'incidence avec une vitesse faible. Cela expliquerai pourquoi, au décollage, un petit pas serait nécessaire. Cependant en croisière, nous ne sommes pas à une vitesse faible...pourquoi utiliser un grand pas (nous obtenons à ce moment là une combinaison entre incidence ET vitesse élevé). Bref, toute réponse lié à la Physique derrière ces ailettes seraient apprécié!

Je lisais ce document: http://ffa-jeunes.ens-cachan.fr/BIA-Pédago_files/H.pdf
On nous dit que lorsqu'on pique, la vitesse de rotation des pales augmente. Juste pour confirmer....pourquoi? L'hélice produit donc egalement une plus grande force de traction j'imagine?
On augmente alors le pas...que se passe t-il donc exactement? L'incidence augmente donc la traînée augmente et ralentit la vitesse de rotation?

Encore merci pour l'ensemble de vos éventuelles réponses,

A+

Si tu parles d'un avion équipé d'une hélice à calage variable à vitesse constant "constant speed" dire de mettre "petit pas" est un terme non approprié on doit dire "mettre l'hélice sur high speed" lorsque la manette bleue est à fond en avant elle est réglée pour maintenir le régime où le moteur délivre sa puissance maximale, typiquement 2700 t/min pour un Lycoming, 3000 t/min pour un RR Merlin. C'est à ce régime que la traction de l'hélice sera maximale et donc qu'on aura les meilleures performances au décollage, mais aussi si on veut une montée au taux maxi ou bien aussi atteindre la vitesse maxi en vol horizontal.  Le régulateur va donc automatiquement adapter le calage réel des pales à la demande, selon le couple fourni par le moteur et le couple résistant de l'hélice qui va dépendre de la vitesse, afin de maintenir le régime consigne de meilleure puissance.


Cependant en croisière économique on a intérêt à tourner au régime qui donne la conso spécifique minimale, typiquement 2100 - 2400 t/min sur un Lyco,... enfin si on veut faire du très long range on peut tourner encore moins vite par ex 20 pouces 1800 t/min, mais là on n'avance guère donc on ne l'utilise jamais**, dans tous les cas se référer aux manuels car il peut y avoir des plages de régime vibratoire ....

** voir l'histoire de Lamphier lorsqu'il est allé abattre l'Amiral Yamamoto durant la guerre du Pacifique  http://donhollway.com/yamamoto/

en théorie le¨P38 avait un range insuffisant pour effectuer cette mission, en plus de réservoirs spéciaux,  Lamphier est allé voir dans les courbes moteur de l'Allison, et a compris qu'il fallait tourner à de faible régime et relativement forte admission pour aller loin,....   parfois contrairement aux idées reçues ...

[AFB777300]

Merci BeeGee,


Cependant j'aimerai bien comprendre la Physique derrière! Pourquoi décoller en mettant l'hélice sur High speed? Que se passe t-il au niveau de la pâle aerodynamiquement parlant?

Ma question n'est peut être pas clair? Bon, pour simplifier: pourquoi obtient-on la mailleure performance avec l'hélice sur High Speed?

Merci!

[Gilles131]

Le petit pas permet au moteur de tourner plus vite, au régime de puissance maximale. Puissance maximale = perfo maximale.
Une fois que le moteur délivre la puissance mécanique maximale, l'hélice la transforme en puissance de traction maximale.
Tout part du moteur.
Pour la même raison tu ne démarres pas en 4e avec ta voiture, et tu rétrogrades pour doubler avec une bonne accélération.

[Leon Robin]

Cependant j'aimerai bien comprendre la Physique derrière! Pourquoi décoller en mettant l'hélice sur High speed? Que se passe t-il au niveau de la pâle aerodynamiquement parlant?
Ma question n'est peut être pas clair? Bon, pour simplifier: pourquoi obtient-on la mailleure performance avec l'hélice sur High Speed?

"TontonLyco" vient de te le dire : il y a un moteur derrière l'hélice !
Pour en ajouter une couche : l'ensemble moteur +  hélice se nomme le GMP (groupe moto propulseur) dont l'utilisation résulte d'un compromis entre les caractéristiques de l'un et de l'autre. Cela ne sert à rien de mettre l'hélice dans ses propres conditions optimales si le moteur ne peut pas fournir la puissance maxi, alors qu'en acceptant une légère perte d'efficacité de l'hélice le moteur améliorera sa puissance fournie. Pour illustrer, on utilise souvent la comparaison avec le changement de vitesse d'une voiture ou le braquet d'un vélo. Même simpliste, on est dans une problématique comparable.
Oups, grillé par Gilles !

[AFB777300]

Le petit pas permet au moteur de tourner plus vite, au régime de puissance maximale. Puissance maximale = perfo maximale.
Une fois que le moteur délivre la puissance mécanique maximale, l'hélice la transforme en puissance de traction maximale.
Tout part du moteur.
Pour la même raison tu ne démarres pas en 4e avec ta voiture, et tu rétrogrades pour doubler avec une bonne accélération.

Merci à tous pour vos réponses

Aha, quand je voulais dire ' derrière ', ce n'était pas dans le sens premier de ce qui se situe juste derrière l'hélice ) C'était juste ce qu'il se cachait derrière l'ensemble du processus: cette pâle produit une force de traction. Comment peut-on augmenter cette force de traction? En faisant tourner le moteur plus vite, je comprends bien. Cependant, d'après ce que j'ai compris, on peut egalement changer l'incidence de la pâle de telle sorte à diminuer/augmenter cette traction.

Merci Gilles pour votre réponse. Pourquoi le petit pas permet au moteur de tourner plus vite? Traînée plus faible?
Donc comme le moteur tourne plus vite, le vent relatif arrive sur l'extrados de l'ailette à une vitesse plus élevé donc la sustentation (traction dans notre cas) est plus grande?

Merci

[Delépine]

Précisons pour ajouter à la confusion qu'il faut une hélice (à pas fixe) à plus petit pas pour aller plus vite à pleins gaz.

[AFB777300]

Alors pourquoi est-ce que dans le manuel cepadues: http://www.pilote-virtuel.com/img/galle ... 896299.jpg la resultante aérodynamique, la force de traction est-elle plus grande avec le calage grand pas? L'incidence est plus grande!
Quelqu'un peut-il me prouver (en utilisant la Physique, des formules...etc.) en quoi une hélice avec un calage petit pas (on part du fait qu'on a un très bon moteur qui arrive à subvenir aux besoins de l'hélice) produit-elle une plus grande force de traction qu'une helice à grand pas?

Merci.

[Bee Gee]

Alors pourquoi est-ce que dans le manuel cepadues: http://www.pilote-virtuel.com/img/galle ... 896299.jpg la resultante aérodynamique, la force de traction est-elle plus grande avec le calage grand pas? L'incidence est plus grande!
Quelqu'un peut-il me prouver (en utilisant la Physique, des formules...etc.) en quoi une hélice avec un calage petit pas (on part du fait qu'on a un très bon moteur qui arrive à subvenir aux besoins de l'hélice) produit-elle une plus grande force de traction qu'une helice à grand pas?

Merci.

Tu as parfaitement raison,.... mais encore faut il que le moteur soit capable d'entrainer ton calage "grand pas" à sa vitesse nominale de puissance maximum !

Il te manques quelques notions de physiques et de mécaniques pour comprendre tout cela, c'est par là qu'il faut que tu commences ..

Sur une constant speed, le pilote ne connaît jamais l'angle de calage réel de son hélice, il ne lit que son compte tour et la pression d'admission il sait qu'un Lycoming O360 développe 180 cv plein gaz à 2700 t/min au niveau de la mer, et seulement 150 cv à 2300 t/min, il sait donc que son GMP, ensemble hélice moteur, fournit moins d'énergie si plein gaz il lit 2300 au compte tour plutôt que 2700, et c'est l'énergie qui fait accélérer et ou monter l'avion.

[Gilles131]

Pourquoi le petit pas permet au moteur de tourner plus vite? Traînée plus faible?

Exactement

Donc comme le moteur tourne plus vite, le vent relatif arrive sur l'extrados de l'ailette à une vitesse plus élevé donc la sustentation (traction dans notre cas) est plus grande?

C'est ça.

[XrayPapa]

Sans aller vers les résultantes aérodynamiques, on peut raisonner d'une manière pratique et analogique en assimilant un pas d'hélice à un rapport de boîte à vitesse sur une automobile. Si on démarre en six, ça ne va pas bien... Démarrage en première, ça démarre bien mais ensuite la vitesse est très limitée. Une constant speed est comme une boîte automatique, le meilleur rapport est adapté en permanence. Avec un pas fixe, le pas impose un compromis, un peu comme une voiture qui n'aurait qu'un vitesse. Perso, dans ce cas, je choisis la troisième.

[dob]

Pour en rajouter une couche, comment fonctionne une hélice dite à "effet constant speed" comme les hélices fines en carbone de E'props ?
Elles ont pourtant un calage fixe et leur rigidité exclut une déformation élastique des pales.