Décoller en adaptant un grand pas d'hélice!

[Gilles131]

Si j'ai bien vu, et bien compris, ces hélices se caractérisent par un profil creux - surtout près de l'emplanture - très différent des profils plats antiques habituels.
Ceci permet une traction beaucoup plus forte à basse vitesse (grande incidence de pale) tout en conservant une traction équivalente à grande vitesse.
C'est-à-dire globalement une amélioration du fonctionnement sur toute la plage de vitesses, un peu équivalente (en moins bien, faut pas rêver) à l'effet d'un pas variable.

[AFB777300]

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.

Merci! Donc comment expliqueriez-vous le schéma du livre Cepadues? Pourquoi le grand pas produit une plus grande force de traction?
Xraypapa, je préfère raisonner en terme aéronautiques car je suis bien plus à l'aise que la boite de vitesse d'une voiture (honnêtement, j'en ai aucune idée de comment cela fonctionne. Mon père a une voiture automatique ahaha. La seule chose que je sais c'est que chaque " cran " possède une vitesse maximale atteignable. On appuie alors sur l'accélérateur et on fait varier la vitesse à laquelle nous voulons accélérer. J'imagine cependant qu'au delà de 25-30km/h, passer en 2 est obligatoire pour ne pas abîmer la voiture. Voilà...ma connaissance se limite ici!).
BeeGee, n'hésitez pas à me faire part des concept de Physique et de mécanique qui me manquent. Je pourrai étudier les sujets de mon côté.

Merci à tous et surtout à Gilles

[Delépine]

Donc comment expliqueriez-vous le schéma du livre Cepadues? Pourquoi le grand pas produit une plus grande force de traction?

Dommage que nous n'ayons pas le texte qui accompagne le dessin.
Le dessin est juste mais illustre deux situations tout à fait différentes. Le dessin grand pas représente l'emploi d'une puissance très supérieure à celle du dessin petit pas.
Or on ne décolle pas avec une puissance réduite pour mettre tous les gaz une fois en vol rapide.

[AFB777300]

Voilà: http://www.pilote-virtuel.com/img/galle ... 906487.jpg

[andre44]

Bonjour

Pour avoir poser une cinquantaines d'hélice sur le Jodel des grandes des petites grand pas petit pas   (des hélice que j'ai réparer ensuite testé sur mon avion  des hélices inadaptés  au moteur et a l'avion ,  mais un test sur  avec relevée de notes cela donne une bonne experience de l'effet d'une helice .)

Une hélice grand pas plus de 1,50m voir 1,80m au depard a la mise des gaz  l'accelleration est mauvaise on commence a sentir quelle mord aprés avoir pris une certaine vitesse
donc aprés avoir parcourut un bonne distance sur la piste , il faut faire un palier et monter a une vitesse plus grande  que avec la bonne hélice .
tres grand pas inadapté pour le moteur, on ne peut plus tirer dessus pour le faire monter, on monte tranquillement presque en position palier , un virrage en montant il faut le faire a trés faible inclinaison  aussi une remise des gaz , la réaction est longue  , ses qualités sont uniquement en vol de croisiere ou on peut exploiter l'avion a des bas régime croisiere  
Plein gaz on pour un Lycoming O-320 a peine 2500 rpm et avec une hélice a plus adapté qui permet de montér a 2700rpm on vol plus vite avec le  petite pas plein gaz  .

Il suffi de regarder un RV7 un Torp T18  un Mustag 2  avec des petites hélices a pas fixe, pas qui varie entre 1,90 m et 2,14m au départ  sur la piste l'accélleration n'est pas fulgurante les RPM moteur sont 2100 cela prend un 1000 pieds pour la sentire accroché.

Ce n'est que une question de puissance versus RPM  parceque un Lycoming entre 2600 et 2700rpm les gains de puissance sont pas aussi significatif que entre 2300 et 2400

Dans une hélice il faut considerer le pas et le diametre
Exemple sur un PA 18 moteur 180hp  deux model d,hélice
Une Sensenich  diametre  1,93m pas 1,43m  normalement sur roue et ski
Une  Mac cauley diametre  2,13m pas 1,10m  normalement sur flotteur
Ces deux hélices usage sur roue  donnerons approximativement les même RPM en statique  soit 2400rpm  en monté legerment plus avec la Gande petit pas
la vitessede croisiere sera legerement  meilleur avec la petite , plus grand pas .
décollage et montée nettement en faveur de la grande .
Sur flotteur préferable la grande hélice , surtout si on opere l'avion sur des petits lacs en pleinne charge .

Ceux qui ont échanger  une hélice de Jodel D112 sur un Piper J3 et poser  une hélice de Piper J3 sur un D112   les deux avions même moteur 65hp   

André

[robur]

Donc comment expliqueriez-vous le schéma du livre Cepadues? Pourquoi le grand pas produit une plus grande force de traction?

Tout simplement parce que le schéma présenté est faux !

Supposons que dans les deux cas ( haute et basse vitesse ) l’hélice absorbe la même puissance .
Aux rendements hélice près, la puissance disponible pour faire avancer l’avion sera elle aussi constante.
Or, cette puissance est le produit de la vitesse et de la traction hélice  

Par conséquent, si à puissance constante on double la vitesse, la traction est  réduite de moitié...

[dob]

Si j'ai bien vu....

Merci Gilles

[Delépine]

En supposant avec quelque logique que le petit pas concerne les vitesses faibles et le grand les vitesses élevées, alors, dessiner le grand pas avec une incidence de la pale plus grande que dans le cas du dessin du petit pas ne correspond pas à la réalité puisque avec le même moteur on a forcément moins de traction à vitesse plus élevée ; les soucis viennent de là. Il aurait fallu dessiner le grand pas avec une incidence moindre et donc une traction moindre. Bref, ne pas laisser entendre que la traction est fonction du calage puisque la vitesse de translation altère complètement cette vision trop simple.

[AFB777300]

Merci André pour cette réponse complète et détaillée. On ressent l'expérience dans votre post
Cependant, je ne connais pas (encore) toutes ces variantes d'hélices. Il est donc difficile pour moi de comprendre vraiment les comparaisons que vous me faites. Cependant, vous évoquez certains points très importants et sur laquelle j'aimerai rebondir.
Comme vous l'auriez compris, je veux simplement comprendre la physique (qui est normalement la même que celle d'un profil d'aile) de ces ailettes. J'ai bien compris qu'au décollage et à l'atterrissage nous adoptions un petit pas (cette manette magique de couleur bleue poussée à fond!) tandis qu'en croisière nous adoptons un grand pas.

Cependant, le but de la question initiale était de savoir pourquoi je ne pouvais utiliser un grand pas lors du décollage. Dans mon premier message, j'ai simplement pris la formule de la portance car ici, la portance sur une aile correspond à la force de traction sur une pâle. En effet, cette pâle à la même forme qu'une profile d'aile.  Donc si je reprends la formule et me pose la question comment augmenter la portance, je vois que j'ai (en gros) trois solutions:
- Augmenter la surface de la voilure (flaps, slats..). Cela nous concerne pas ici, je doute qu'on puisse modifier la surface de ces pales (c'est déjà assez compliqué comme ça!!).
- Augmenter la vitesse (Le vent relatif passe donc au-dessus du profile à une vitesse plus élevé).
- Augmenter l'incidence jusqu'à une certaine limite. Par exemple, si je veux maintenir le palier à une vitesse faible, je n'ai pas d'autre choix que d'augmenter l'incidence (ou augmenter la surface...).
Nous pouvons remplacer le mot portance par le mot traction. Ici, dans notre cas, on peut jouer sur la vitesse de rotation des pales (une plus grande force de traction sera ainsi produite) ou bien augmenter l'incidence.

Lorsque je réduis mon angle de calage, le pas se réduit et l'incidence de l'ailette diminue. Un petit angle de calage joue donc sur la vitesse et seulement cette dernière pour produire une grande force de traction. Gilles m'a conforté dans mes idées: augmenter l'incidence d'une aile augmente le coefficient de portance mais également le coefficient de traînée (c.f polaire). Gilles m'a dit qu'un petit pas permettait à l'hélice de tourner plus vite qu'un grand pas. Pourquoi? Il m'a bien confirmé que c'était à cause de la traînée. Une aile à plus grande incidence produit plus de traînée. Pareil pour une pale d'hélice. On adopte donc un faible angle d'incidence au décollage: la traînée que produit l'hélice est moindre. Elle tourne plus vite. La Vitesse du vent relatif étant également plus élevé, la traction est plus grande.
Lorsque j'augmente mon angle de calage, l'incidence augmente (& le pas) augmente. Le vent relatif passant au-dessus produit ainsi une force de traction. Cependant, cette force de traction est également accompagnée d'un augmentation de la traînée.
Vous dites qu'une hélice ayant un grand pas peine à démarrer et produire cette force de traction. Pourquoi? Est-ce à cause de la traînée qui est bien trop grande?

Delphine, vous remettez en cause ma compréhension entière du petit pas! C'est effectivement ce que j'ai pensé initialement: le petit pas aurait due avoir un angle d'incidence plus élevé que celui du grand pas!! Forcément, car si l'incidence est plus grande et qu'en plus nous prenons de la vitesse, beaucoup de vitesse, la traction ne peut qu'être augmenté. En faisant ce dernier cas, nous combinons deux façon d'augmenter la traction: la vitesse et l'incidence. Cependant, avoir un angle d'incidence élevé a forcément un grand pas...non?
De plus, ce que nous avons discuté avec Gilles ne fonctionne plus...une aile à forte incidence produit plus de traînée...
De plus vous dîtes: " puisque avec le même moteur on a forcément moins de traction à vitesse plus élevée ". Comment ça? Une vitesse plus élevée est source d'une plus grande traction, non? Augmenter la vitesse fait bien augmenter la portance! Pourquoi pas la traction?
Vous dîtes également qu'il aurait fallu dessiner le grand pas avec une incidence moindre et donc une traction moindre...donc, si j'ai bien compris, vous associez le grand pas avec un faible angle d'incidence?  

Donc est-ce:
Grand pas = Faible angle d'incidence
Petit Pas = Grand Angle d'incidence?

Merci....

[Tontonlyco]

Derrière l' hélice il y a un moteur dont la puissance et le couple s' effondrent si le couple résistant de l' hélice augmente.

C est exactement le même problème qu'en voiture, vous démarrez en 1ere (petit pas) puis vous passez en grand pas

Essayez de démarrer en 4e votre moteur ne suivra pas, en avion c'est pareil, si vous décollez en grand pas le moteur ne pourra pas monter en puissance.

Une hélice est une vis qui se visse dans l'air son pas augmente avec la vitesse de l'avion, à rotation égale.

L'avion à 120km/h et 2400 t/mn l' hélice avance de 83 cm à chaque tour et à 240 km/h: 1,66m, il est normal que le pas soit plus grand en croisière.

[AFB777300]

Merci,

Donc le moteur n'arrive pas à entraîner l'hélice avec un grand pas au sol? Pourquoi?

[XrayPapa]

Derrière l' hélice il y a un moteur dont la puissance et le couple s' effondrent si le couple résistant de l' hélice augmente.

C est exactement le même problème qu'en voiture, vous démarrez en 1ere (petit pas) puis vous passez en grand pas

Essayez de démarrer en 4e votre moteur ne suivra pas, en avion c'est pareil, si vous décollez en grand pas le moteur ne pourra pas monter en puissance.

Une hélice est une vis qui se visse dans l'air son pas augmente avec la vitesse de l'avion, à rotation égale.

Tonton, ne me perturbez pas ce jeune avec une boîte de vitesse, il ne sait pas conduire!

[Tontonlyco]

Merci,

Donc le moteur n'arrive pas à entraîner l'hélice avec un grand pas au sol? Pourquoi?

Parce que dans ce cas le couple résistant de l' hélice est trop élevé pour lui permettre monter en puissance, tout le secret du réglage de l' hélice est l' équilibre entre la puissance du moteur et le couple résistant de l' hélice.


L'avion à 120km/h et 2400 t/mn l' hélice avance de 83 cm à chaque tour et à 240 km/h: 1,66m, il est normal que le pas soit plus grand en croisière.

[dob]

Merci,

Donc le moteur n'arrive pas à entraîner l'hélice avec un grand pas au sol? Pourquoi?

Le moteur l'entraîne mais le grand pas fait travailler l'hélice (la pale ) sur la polaire à une incidence plus grande que le décrochage = presque pas de traction. L'hélice ne "mord" pas dans l'air.
L'avion a du mal à avancer et bouffe de la piste jusqu'à ce que la vitesse de l'avion augmente et fasse dimininuer l'incidence relative de la pale par rapport aux filets d'air.
Et là, le moteur commence à peiner. Et on arrive en bout de piste.

[robur]

..., tout le secret du réglage de l' hélice est l' équilibre entre la puissance du moteur et le couple résistant de l' hélice.

Ou plus exactement : Equilibre entre la puissance délivrée par le moteur et la puissance absorbée par l’hélice.