Hélice à petit pas...
Publié : 11 oct. 2011, 10:43
Bonjour,
Vous aurez compris quqe "à petit pas" sous entendait petit à petit.
Donc premier volet d'un sujet développé ICI
******************* Généralités et définitions ***********************
Avant de voir l'hélice de plus près, revoyons quelques définitions qui vont nous aider dans la compréhension du fonctionnement de l'hélice.
Hélice: courbe dont les tangentes font un angle constant avec une direction donnée.
1 - Hélice géométrique:
Si on considère un cylindre de rayon r et de longueur AB animé d'un mouvement de rotation constant
et un point translatant sur une génératrice de ce cylindre à vitesse constante, ce point décrit alors à la surface
de ce cylindre une hélice.
Si nous développons le cylindre en un rectangle ABB'A', nous remarquons que la trajectoire du point s'apparente à une diagonale de ce rectangle.
![Image](http://sosthene.pagesperso-orange.fr/Ecole%20de%20Base/helice%20geometrique.jpg)
**************
2 - Pas géométrique
de manière identique au point, une section de pale, qui subit une translation H pour une rotation de 1 tour décrit une hélice géométrique.
La corde de profil se confond avec la trajectoire.
Sa translation H est le "pas théorique de l'hélice"
H = 2Π r tan α
"α" étant l'angle de calage de la pale.
le pas théorique "H" est la valeur de la translation de l'hélice pour une rotation complète
dans un milieu incompressible et inerte.
![Image](http://sosthene.pagesperso-orange.fr/Ecole%20de%20Base/helice%20geometrique%20pas.jpg)
**************
3 - Pas aérodynamique ou pas réel
considérons le profil de référence d'une pale lorsque l'hélice est en mouvement.
Il est animé de deux vitesses:
- vitesse en transation Vt en m/s (c'est la vitesse de l'avion)
- vitesse tangentielle U, égale à 2Πi r.n (n étant la vitesse de rotation en tours/s)
La vitesse résultante Vr est égale à la somme vectorielle Vt + U
Le vent relatif V'r que subit la pale est de mëme direction que Vr, mais de sens opposé.
![Image](http://sosthene.pagesperso-orange.fr/Ecole%20de%20Base/helice%20geometrique%20pas%20reel.jpg)
Pour faciliter la comparaison entre l'avance par tour et le pas théorique de l'hélice,
les valeurs de Vt et U seront exprimées pour un tour.
![Image](http://sosthene.pagesperso-orange.fr/Ecole%20de%20Base/helice%20geometrique%20pas%20reel_n.jpg)
De ce fait, la composante en translation devient Vt/n (avance réelle/tour)
et la composante tangentielle U/n, soit 2Π r (en mètre)
Vt/n est le pas aérodynamique
La direction du vent relatif forme avec le plan de rotation un angle β qui est l'angle d'avance réel.
Vt/n = 2Π r tan β
**************
4 - Le recul ou glissement
l'air étant compressible et mobile, l'hélice n'avance que partiellement par rapport à son pas théorique.
L'avance réelle ne peut être égale à l'avance théorique.
Le recul, noté "Re" est la différence entre le pas théorique et le pas réel.
Re = H - Vt/n
![Image](http://sosthene.pagesperso-orange.fr/Ecole%20de%20Base/helice%20geometrique%20recul.jpg)
Angle d'incidence
On remarque que le vent relatif attaque la face inférieure de la pale selon un angle d'incidence "i"
la valeur de "i" dépend du recul "Re"
La différence entre les angles de pas théorique et réel est l'angle d'incidence "i"
i = a - b
**************
Récapitulatif
- pas théorique H : distance parcourue pour un tour de l'hélice géométrique = 2pi r tan alpha.
- pas aérodynamique Vt/n : distance réellement parcourue pour un tour d'hélice = 2pi r tan beta.
- recul : différence ente H et Vt/n.
- incidence i : différence entre les angles de pas théorique et pas aérodynamique.
- angle de calage : angle alpha (angle du pas théorique)
A suivre: la Traction
Merci de me signaler les coquilles ou autres...
Vous aurez compris quqe "à petit pas" sous entendait petit à petit.
Donc premier volet d'un sujet développé ICI
******************* Généralités et définitions ***********************
Avant de voir l'hélice de plus près, revoyons quelques définitions qui vont nous aider dans la compréhension du fonctionnement de l'hélice.
Hélice: courbe dont les tangentes font un angle constant avec une direction donnée.
1 - Hélice géométrique:
Si on considère un cylindre de rayon r et de longueur AB animé d'un mouvement de rotation constant
et un point translatant sur une génératrice de ce cylindre à vitesse constante, ce point décrit alors à la surface
de ce cylindre une hélice.
Si nous développons le cylindre en un rectangle ABB'A', nous remarquons que la trajectoire du point s'apparente à une diagonale de ce rectangle.
![Image](http://sosthene.pagesperso-orange.fr/Ecole%20de%20Base/helice%20geometrique.jpg)
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2 - Pas géométrique
de manière identique au point, une section de pale, qui subit une translation H pour une rotation de 1 tour décrit une hélice géométrique.
La corde de profil se confond avec la trajectoire.
Sa translation H est le "pas théorique de l'hélice"
H = 2Π r tan α
"α" étant l'angle de calage de la pale.
le pas théorique "H" est la valeur de la translation de l'hélice pour une rotation complète
dans un milieu incompressible et inerte.
![Image](http://sosthene.pagesperso-orange.fr/Ecole%20de%20Base/helice%20geometrique%20pas.jpg)
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3 - Pas aérodynamique ou pas réel
considérons le profil de référence d'une pale lorsque l'hélice est en mouvement.
Il est animé de deux vitesses:
- vitesse en transation Vt en m/s (c'est la vitesse de l'avion)
- vitesse tangentielle U, égale à 2Πi r.n (n étant la vitesse de rotation en tours/s)
La vitesse résultante Vr est égale à la somme vectorielle Vt + U
Le vent relatif V'r que subit la pale est de mëme direction que Vr, mais de sens opposé.
![Image](http://sosthene.pagesperso-orange.fr/Ecole%20de%20Base/helice%20geometrique%20pas%20reel.jpg)
Pour faciliter la comparaison entre l'avance par tour et le pas théorique de l'hélice,
les valeurs de Vt et U seront exprimées pour un tour.
![Image](http://sosthene.pagesperso-orange.fr/Ecole%20de%20Base/helice%20geometrique%20pas%20reel_n.jpg)
De ce fait, la composante en translation devient Vt/n (avance réelle/tour)
et la composante tangentielle U/n, soit 2Π r (en mètre)
Vt/n est le pas aérodynamique
La direction du vent relatif forme avec le plan de rotation un angle β qui est l'angle d'avance réel.
Vt/n = 2Π r tan β
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4 - Le recul ou glissement
l'air étant compressible et mobile, l'hélice n'avance que partiellement par rapport à son pas théorique.
L'avance réelle ne peut être égale à l'avance théorique.
Le recul, noté "Re" est la différence entre le pas théorique et le pas réel.
Re = H - Vt/n
![Image](http://sosthene.pagesperso-orange.fr/Ecole%20de%20Base/helice%20geometrique%20recul.jpg)
Angle d'incidence
On remarque que le vent relatif attaque la face inférieure de la pale selon un angle d'incidence "i"
la valeur de "i" dépend du recul "Re"
La différence entre les angles de pas théorique et réel est l'angle d'incidence "i"
i = a - b
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Récapitulatif
- pas théorique H : distance parcourue pour un tour de l'hélice géométrique = 2pi r tan alpha.
- pas aérodynamique Vt/n : distance réellement parcourue pour un tour d'hélice = 2pi r tan beta.
- recul : différence ente H et Vt/n.
- incidence i : différence entre les angles de pas théorique et pas aérodynamique.
- angle de calage : angle alpha (angle du pas théorique)
A suivre: la Traction
Merci de me signaler les coquilles ou autres...