Moteurs à prise directe : moins efficaces ou pas ?

[MYR]

Bonjour, bonsoir !

On dit que les moteurs à prise directe sont moins efficaces ...
Ils rament parait-il !
La distance de décollage serait allongée. Un possesseur de CH701 déclare avoir doublé sa distance de décollage après être passé du Rotax 80 cv au Jabiru de même puissance.
(il faut dire que c'est un super STOL et il n'a pas changé d'hélice ... ce qui expliquerait peut-être cela).

Qu'en est-il réellement ?
Si les moteurs à prise directe sont réellement moins efficaces que leurs équivalents de même puissance : Pourquoi ?

J'avoue avoir un peu de mal à comprendre pourquoi un moteur avec peu de couple comme le Rotax 912 mais réducté ferait mieux qu'un moteur à prise directe qui a exactement deux fois plus de couple pour la même puissance.
La perte d'efficacité au décollage ne serait-elle pas due à un mauvais choix d'hélice ? ce qui donc entretiendrait des croyances erronées ?
En effet : si on garde la même hélice après un tel changement de moteur, cela voudrait-il dire que le moteur non réducté "mouline dans le vide" comme un gamin qui pédale à toute vitesse sur un vélo à gros pignon petit plateau ?
Peut-être aussi peut-on considérer le cas inverse : ce serait comme si un cycliste appuyait comme un fou sur son pédalier sans pouvoir avancer facilement car il est sur un petit pignon et gros plateau.


Que pensez vous de tout ça ?
L'idéal aurait été de connaitre un possesseur de moteur Jabiru par exemple (ou UL Power) qui aurait pu comparer son avion avec le même avion équipé d'un Rotax. Y en a t-il un dans la salle ?

Merci.

[Leon Robin]

Comme quelqu'un l'a indiqué dans un autre sujet, ce qui importe, c'est la traction de l'hélice. Cette traction est le révélateur de l'adaptation, bonne ou mauvaise. Il ne faut pas oublier que ce qui fait avancer un avion, c'est son GMP (groupe moto-propulseur) constitué du moteur, de l'hélice et éventuellement du réducteur et/ou de la régulation d'hélice.
Pour la comparaison des performances, il vaut mieux s'en tenir à des mesures chiffrées rigoureuses faites dans des conditions identiques. Les comparaisons basées sur des impressions sont à considérer avec réserves. Pour mémoire, un "virage à la verticale" dépasse rarement 60° d'inclinaison dit-on souvent . Il en va de même pour des distances de décollage ou d'atterrissage simplement estimées.

[pfiquet]

La puissance est le produit du couple multiplié par la vitesse de rotation en un point quelconque de la chaine de transmission.

Donc, un moteur donne un certain couple à une certaine vitesse (ex : 100Nm à 4000tr/min) si tu lui adjoins un réducteur avec un rapport de 2/1, tu obtiens un couple de 200Nm à 2000tr/min sur l'arbre de sortie et ça fait toujours la même puissance : 41.8Kw (j'oublie volontairement la perte de rendement).

Donc, si tu remplaces ce moteur par un non reducté qui te donne 200Nm de couple à 2000tr/min, c'est exactement la même chose.

Par contre, si la vitesse de rotation de l'arbre porte hélice change, il faut aussi changer l'hélice pour adapter le diamètre et le pas.

Si ça tourne plus vite, diminuer diamètre et pas, les augmenter si ça tourne moins vite.

A puissance égale : Moins de vitesse = plus de couple = plus de pas

Je sens qu'un spécialiste bien connu va te fournir plus de détails la-dessus.

Bons vols par ce beau week-end d'automne.

[gtvmanu]

Tout est dit.

Il ne faut pas oublier que les performances (traction ET rendement) d'une hélice varient avec le régime, d'où l'importance de l'adéquation moteur/hélice qui consiste à faire coïncider leur point de fonctionnement (meilleur rendement).

La traction de l'hélice varie avec son régime, son rendement aussi et la puissance absorbée aussi.

Donc commencer par déterminer le régime nécessaire pour obtenir la traction X, à partir de là, on connaît la puissance qu'elle va absorber, son rendement et le régime de rotation, choisir le moteur où ce point de fonctionnement est celui de croisière qui doit correspondre à la zone de meilleur rendement.

Par contre, cette histoire de moteur en prise direct vs moteur réducté n'a aucun sens à part les soucis du réducteur évoqués ailleurs, on ne met pas des roues de camion sur une clio ni l'inverse, et surtout on ne compare pas, ben pour les hélices/moteur, c'est pareil .

@+

[MYR]

Ben oui !
Mais moi, je ne suis pas un spécialiste.
J'essaye de comprendre, et je vous prie de croire que c'est pas facile car il y a toujours quelqu'un pour dire le contraire de ce qu'a dit l'autre.
J'aurais donc tendance à croire celui qui amènera des arguments précis, solides, et étayés par une démonstration, car autour de moi (dans les hangars) c'est assez difficile de convaincre des quelques rares certitudes absolues que j'ai :
C'est pour cela que je voudrais répercuter vos démonstrations pour stopper les croyances fausses des gens qui ne font que répéter les arguments de gens qu'ils croient meilleurs qu'eux et qui donc ne cherchent jamais à effectuer des vérifications.
Vous connaissez certainement cette expression de "L'homme qu'a vu l'ours qu'a vu l'homme qu'a vu l'ours ...".
Les discussions dites "techniques" d'aéroclub reposent bien souvent sur rien de tangible ...
Par exemple j'ai entendu ceci :
"Le moteur réducté a plus de force" (peut-être à cause d'une association d'esprit de cette personne avec les boites de vitesses des voitures ?)

Alors je vous remercie pour les discussions un peu plus intéressantes que l'on peut trouver ici.

[andre44]

Bonjour
La distance de décollage serait allongée. Un possesseur de CH701 déclare avoir doublé sa distance de décollage après être passé du Rotax 80 cv au Jabiru de même puissance.
(il faut dire que c'est un super STOL et il n'a pas changé d'hélice ... ce qui expliquerait peut-être cela).

Qu'en est-il réellement ?
Si les moteurs à prise directe sont réellement moins efficaces que leurs équivalents de même puissance : Pourquoi ?

Rien avoir avec le reducteur

Un Jaribu tu est limitée sur le diametre de l'hélice  comme un VW


Sur le même avion, même poids , la distance de decollage et le taux de montée est directement lié a la puissance disponible sur arbre hélice et principalement au diametre de l'hélice ..
Sur le même avion même moteur si on adapte deux hélices differrents  daimetres et pas, pour avoir les mêmes RPM au decollage le grande hélice  sera nettement superieur , la petite sera meilleur en croisiere.
si on utilise l'avion en (surcharge,) la petite hélice rendra le pilotage laborieux et dangereu pour un pilote inexperimenté..       

Un CH 701 avec un C90 et une hélice de  Mac cauley CF 75 40 (1,90m X1,03m) et plus performente qu'un rotax et petite hélice en carbone  Warp drive (le disque  caché par le capot est pratiquement pas éfficace pour une hélice)

Pas trés loin de chez moi il y un Ch 701 avec un Lycoming O-235 hélice 74 44  ..

Un J3 avec un moteur C65 a une hélice de 1,88m au pas de 1,10m) le même J3 avec un O-200 de 100hp
on pose une hélice de 1,80m au pas de 0,98m  e tle 100hp (en a plein son casque) pour tourner cette hélice ..

On arra beau parler de bruit, de vitesse en bout de pale, de rendement ,de garde au sol , c'est tout des excuses pour ne pas avouer que le moteur n'a pas suffisament de couple pour tourne rune grande hélice. Si on pose une hélice de diametre 1,90m sur un Cessna 172 qui tourne a 2600rpm je ne vois pas pourquoi sur un o-200  100hp on ne peut pas poser une hélice de 1,80m  et la tourne ra 2600rpm ?
Une question de reglementation ?? depuis plus de 30 ans nos petits hydravions oprerent avec des  c 90 des O-200 ils ont tous des grandes hélices .
On a la même reglementation du manufacturier que vous pour le choix d'hélice , l'experience nous a appris que nous avons moins d'accident si on adapte la bonne hélice sur un hydravion , quand un pilote se fait peur, plusieurs fois pour sortie d'une lac en cuvette , il s'organise pour que son avion opere ..     
Fock les grandes théories des bureaucrates assi a l'air climatisé,  c'est pas eux qui lechent les épinettes au bout du lac ..

André

[robur]

....Par contre, cette histoire de moteur en prise direct vs moteur réducté n'a aucun sens à part les soucis du réducteur évoqués ailleurs, on ne met pas des roues de camion sur une clio ni l'inverse, et surtout on ne compare pas, ben pour les hélices/moteur, c'est pareil .@+

Pas d'accord !!, pour avoir un bon rendement propulsif, il faut que l'hélice communique à la quantité maximale d'air, l'accélération minimale...

Vous trouverez la démonstration ici :
http://inter.action.free.fr/

( la rubrique publication )

En montée ( donc à faible vitesse ) à puissance moteur égale l'avantage est à la grande hélice tournant lentement.

[gtvmanu]

?? ??

Que le meilleur rendement s'obtienne sur des grandes hélice qui tournent lentement, on le sait depuis 100 ans.

Pour le reste, la question de MYR est sur l'adéquation hélice/moteur réducté ou pas, alors que ce qui compte c'est l'hélice qui pour un régime donné pourra être entraînée soit en prise directe (c'est mieux) soit à travers un réducteur (moins bon).

@+

[robur]

?? ??
Que le meilleur rendement s'obtienne sur des grandes hélice qui tournent lentement, on le sait depuis 100 ans.

Pour le reste, la question de MYR est sur l'adéquation hélice/moteur réducté ou pas, alors que ce qui compte c'est l'hélice qui pour un régime donné pourra être entraînée soit en prise directe (c'est mieux) soit à travers un réducteur (moins bon).@+

Sans doute, mais la question de MYR etait la suivante :

Si les moteurs à prise directesont réellement moins efficaces que leurs équivalentsde même puissance : Pourquoi ?

L'expression du rendement propulsif  donnée par INTER ACTION devrait lui donner la réponse .

Le moteur réducté donnera toujours ( à basse vitesse) le meilleur résultat...

[andre44]

Bonjour
(Basse vitesse) cela depend de quoi on parle RPM moteur ou vitesse en bout de pale de l'hélice ?

Un C 65 qui tourne a 2150 rpm en croisiere avec une hélice de 74" et un O-200 100hp qui tourne a 2700 avec un 69" rpm, aurront sensiblement les mêmes vitesse en bout de pale , sauf que la grande hélice (pompe) plus l'air, ou plutot se visse mieux dans l'air, sans avoir un grand glissement .
On recherche le moins de glissement possible en croisiere.
On pose des grandes roues mordante sur un tracteur et des petites roue sur une auto..
je pense que un exemple bien concretisé c'est Henri Mignet qui l'écris dans sont choix de moteur et d'hélice..

André

[gtvmanu]

?? ??
Que le meilleur rendement s'obtienne sur des grandes hélice qui tournent lentement, on le sait depuis 100 ans.

Pour le reste, la question de MYR est sur l'adéquation hélice/moteur réducté ou pas, alors que ce qui compte c'est l'hélice qui pour un régime donné pourra être entraînée soit en prise directe (c'est mieux) soit à travers un réducteur (moins bon).@+

Sans doute, mais la question de MYR etait la suivante :

Si les moteurs à prise directesont réellement moins efficaces que leurs équivalentsde même puissance : Pourquoi ?

L'expression du rendement propulsif  donnée par INTER ACTION devrait lui donner la réponse .

Le moteur réducté donnera toujours ( à basse vitesse) le meilleur résultat...

Absolument pas.

D'abord faut pas tout mélanger, on parle de rendement du moteur ou de traction de l'hélice ?

Réducté ne veut pas dire que l'hélice tourne moins vite (rotax : 5500/2.27 = 2422 trs/min c'est pas différent de 2450 d'un lyco par exemple).

Donc ce qui compte c'est l'adéquation moteur/hélice mais dire 'le réducté est supérieur' (ou le contraire) est faux car incomplet.

@+

[robur]

  Absolument pas.

D'abord faut pas tout mélanger, on parle de rendement du moteur ou de traction de l'hélice ?

Je crois avoir écrit rendement propulsif, non ?

  Réducté ne veut pas dire que l'hélice tourne moins vite (rotax : 5500/2.27 = 2422 trs/min c'est pas différent de 2450 d'un lyco par exemple).

Bien évidement ! Maisl'expression du rendement propulsif montre qu'à basse vitesse( de déplacement de l'avion pour André 44 ) il y aurait intérêt à coller un réducteur sur le lycoming
D'autres considérations rendent probablement discutable cette adjonction , mais la théorie reste vraie....,

...Donc ce qui compte c'est l'adéquation moteur/hélice mais dire 'le réducté est supérieur' (ou le contraire) est faux car incomplet.

Avant de proférer de telles sentences, mets s'il te plais, quelques chiffres sur l'expression donnée par Inter action .

[gtvmanu]

Comme ils le disent eux mm sur le site, c'est un rendement calculé : "il ne comporte pas les pertes dues à la traînée des profils d'hélice, ni celles dues à la mise en rotation du flux d'air traversant l'hélice" donc une approximation patente.

Ensuite, ils ne mentionnent pas le moteur, ils disent "Cette relation simple montre clairement que le rendement propulsif Rp est d'autant meilleur que la vitesse du jet de propulsion V₁ est proche de la vitesse de vol V₀", je ne vois pas donc de rapport avec l'intérêt d'un réducteur ...

Car comme expliqué plus haut, un réducteur ne signifie pas que l'hélice tourne moins vite au final et enfin la courbe de couple et de rendement étant ce qu'elle sont, à bas régime on est souvent loin du meilleur point de fonctionnement du moteur, en conclusion, il consomme car aucun moteur ne sera au top de 2000 à 6000 trs/min c'est ce que tu sembles oublier ...

Un lyco est optimisé en terme de carbu et d'allumage pour tourner grosso modo vers 2300/2500 trs/min, il faut donc trouver une hélice correspondante ou à défaut une hélice à pas variable qui ne pénalisera ni le décollage ni la croisière.

Le mieux reste donc une hélice à pas variable dont le rendement ne se dégradera pas trop quelque soit le régime et le couple appliqué.

Enfin, le pb d'InterAction c'est que rien ne sort de leur réflexion, la théorie c'est bien mais à moment il faut concrétiser !

@+

[pfiquet]

Halte au feu SVP.

Sans m'immiscer dans vos discussions sur les rendements et autres théories sur les performances des hélices, j'ai essayé d'analyser l'exemple de MYR :

Un possesseur de CH701 déclare avoir doublé sa distance de décollage après être passé du Rotax 80 cv au Jabiru de même puissance.(il faut dire que c'est un super STOL et il n'a pas changé d'hélice ... ce qui expliquerait peut-être cela).

D'après les spécifications des constructeurs le CH701 peut être équipé :
-du Rotax 912 A/F/UL de 80 cv @ 5500 rpm avec reducteur 2.27/1, ce qui donne une vitesse de rotation d'hélice de 2422 rpm
-ou du Jabiru 2200 de 85 cv @ 3300 rpm sans réducteur

Il me parait évident que le passage d'un moteur à l'autre ne peut pas sa faire sans changer l'hélice et que la perte de performance n'a rien à voir avec la suppression du réducteur.

J'espère ne pas m'être trompé dans les chiffres.

[andre44]

Bonjour

Un Jodel  d11 avec un moteur  c 90  90 hp   si tu lui pose un moteur O 200 et que tu garde la même hélice le 100hp n'arrivera a peine a la tourner a 2100rpm


A titre d'exemple un J3 moteur c65 65 hp on pose une hélice de 74 43 (1,88m X1,10) standard  
On pose un moteur de O-200 100hp sur ce J3, avec la même diametre d' hélice  1,88 il faut lui baisser le pas a 0,93m (c'est mon travail  de changer les pas sur les hélices )  

André

     Tiré des ecris d'Henri Mignet

         Un moteur de moto 500 cmc. donne 15 à 17 chevaux, à condition de tourner vite, très vite, soit de 3.000 à 4.500 tours par minute. Il est inutile de prétendre, à ces vitesses-là, caler une hélice directement sur l’arbre moteur. Pourquoi ? Parce que, pour ne pas freiner le moteur à une vitesse plus faible, ce qui lui enlèverait des CV, il faudrait une hélice de diamètre réduit, moins de un mètre, par exemple.  

         Les purs techniciens vous assureront qu’en plein vol, à 200 kilomètres-heure, cette petite hélice rapide aura un rendement excellent, supérieur à tout autre… Mais je vous avertis qu’un avion n’est pas seulement destiné à voler : il faut aussi, et avant… qu’il décolle ! Si le terrain n’est pas un champ de glace poli, ou  une plage de sable fin mouillé, la petite hélice ne le décollera jamais ! Cette petite hélice crée derrière elle une trombe de vent qui vous coupe la respiration, mais elle tire à peine 25 kilos. Il nous en faut au moins 50.