Bien choisir son hélice c'est IMPORTANT
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Bien choisir son hélice c'est IMPORTANT

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Tutoriel Bien choisir son hélice c'est IMPORTANT

Message par Pilatus le Ven 21 Oct 2016 - 19:48

Il est très important de bien choisir l'hélice de son avion, elle doit être adaptée à l'avion lui même, à sa motorisation, et au type de pilotage souhaité.
On doit toujours choisir son hélice dans les marges conseillées par le fabriquant du moteur , ces marges permettant d'adapter l'hélice à ce qu'on attend exactement de son avion.
Pour faire simple sans aller dans de grands calculs scientifiques, voici quelques notions de base:

- LE DIAMÈTRE DE L'HÉLICE:
Il est évident de rappeler que l'hélice ne doit pas toucher le sol quand l'avion est sur ses roues!

Plus le diamètre d'une hélice est grand, plus le point situé au bout de la pale aura une grande distance à parcourir pour faire 1 tour en un temps donné, cela veut dire que ce point subira une très grande vitesse. Si cette vitesse est trop excessive= risque de casse de l'hélice après déformation. C'est pour ça que:
Pour les moteurs qui tournent vite (indoor ou ailes hexa), les hélices auront un plus petit diamètre.
Pour les moteurs qui tournent moins vite (gros avions lourdement motorisés), les hélices auront un gros diamètre.
(Attention: la vitesse de rotation d'un moteur n'a rien à voir avec sa puissance, généralement les moteurs tournant très vite sont peu puissants, ceux qui tournent lentement sont très puissants... un peu comme le battement d'ailes de la mouche et du bourdon!)


- LE PAS DE L’HÉLICE:
Visuellement, le pas de l'hélice se traduit par l'inclinaison de ses pales.
Le pas de l'hélice est la distance THÉORIQUEMENT parcourue en 1 tour et ce pas est généralement exprimé en pouces ( 1" = 25.4mm )



Prenons un exemple simple pour comprendre l'influence du pas:
L’hélice la plus courante de notre vie quotidienne est celle d’une vis. Prenons un boulon : une vis + un écrou. Partons d’une position initiale quelconque.
Tournons maintenant la vis d’un tour complet dans le sens des aiguilles d’une montre. La vis va avancer d’une certaine distance : le pas.
Elle correspond également à la distance séparant deux sommets consécutifs du filet, qui dans le cas d’une vis est appelé filetage.
Les vis qui ont un filetage fin s'enfonceront moins dans l'écrou en 1 tour que les vis qui ont un gros filetage... les hélices à petit pas parcoureront moins de distance en 1 tour que les hélices à fort pas.




Un moteur est capable de faire tourner différentes tailles d'hélice. Le tout est d'obtenir un régime de rotation qui permette d'utiliser au mieux la puissance du moteur. On peut varier le diamètre et le pas. En gros, pour un même moteur, dans une fourchette donnée, plus le diamètre est grand, plus le pas est petit. Les hélices à petit pas sont utilisées pour voler lentement, on obtient un maximum de traction à basse vitesse. L'avion pourra effectuer des montées sous fortes pentes sans prise de vitesse initiale. C'est le type d'hélice à utiliser sur les maquettes (Piper Cub, Stampe) et sur les avions de voltige de type "3D". Sur les avions de sport, vous les utiliserez si vos goûts vont vers un pilotage lent et dans un espace restreint. Les hélices à pas important sont destinées au vol rapide, l'avion accélère moins bien, mais les trajectoires sont plus tendues et rapides en vitesse de pointe.



Donc pour un moteur donné, si:
- je choisi une hélice bien trop grande, elle risque de casser après déformation car son extrémité va tourner trop vite. (erreur que l'on peut faire si on a un petit avion avec un petit moteur qui envoie des tours)
- je choisi une hélice bien trop petite, le moteur va mouliner dans les tours  et je ne vais pas avoir la force de faire avancer l'avion, qui peut même risquer de décrocher (erreur que l'on peut faire si on a un gros avion avec gros moteur).
- je choisi une hélice avec un pas bien trop faible, le moteur risque de trop monter dans les tours (jusqu'au serrage parfois) car l'hélice n'offre pas assez de résistance, mon avion aura "la pêche" mais pas de vitesse.
- je choisi une hélice avec un pas bien trop grand, mon moteur va peiner, je n'aurais pas d’accélération franche, pas de reprise.

Merci de me corriger, de préciser, d’approfondir, de compléter....


Dernière édition par Pilatus le Sam 22 Oct 2016 - 16:47, édité 2 fois
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Tutoriel Re: Bien choisir son hélice c'est IMPORTANT

Message par yann le Ven 21 Oct 2016 - 21:40

Ouah pas grand chose à rajouter si ce n'est que l'équilibrage d'une hélice est aussi important que le choix de celle-ci .. une hélice mal équilibrée provoque des vibrations ( voir de très gosses vibrations ) dans tout le fuselage sans parler d'une perte de rendement ..
Pour un modèle electrique une hélice trop grande entrainera en général une surchauffe du moteur et du controleur..
Merci pour tes infos like
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Tutoriel Re: Bien choisir son hélice c'est IMPORTANT

Message par Pilatus le Sam 22 Oct 2016 - 10:22

Pour illustrer tout ça concrètement, voici la démarche que j'ai eu à faire quand je l'ai motorisé en électrique, il y a eu plusieurs questions à se poser
1- choix des accus? .... des 4S (je les avais déjà)
2- choix du moteur?.... un Protronik 2830-780 de 700W (car l'avion pèse 2900g)

Après tout ceci vient le choix de l'hélice... le Slowpoke est un aile basse censé être un voltigeur de base (avion qui doit avoir de la reprise, du nerf et de l'accélération, pas forcément une grande vitesse de pointe, il va donc me falloir une hélice à pas assez petit.
Allons donc voir dans le tableau constructeur pour ce moteur:


Je vais alimenter en 14V 4S donc les 2 hélices conseillées sont la E 12x6 et la CAMPROP 13x7 (en vert sur la ligne 14V).
Je choisi donc la E 12x6 (j'en avais une en stock ça tombe bien), je vois qu'avec des accus 4S (14V environ) le moteur délivrera 568 Watts avec cette hélice, ce qui est suffisant pour mon avion car ça me donner un rendement de 195 W / Kg.

Il y a aussi cette calculatrice qui offre un bon conseil pour le choix de l'hélice: cliquez ici
je rentre le poids de l'avion: 2900g pour moi
je rentre la surface ailaire: 70 dm² pour moi
je rentre les LiPo: 4S pour moi
je rentre le type de vol souhaité: moi je valide "trainer" car c'est mon type de pilotage.
la calculette me sort qu'il me faut un moteur
- de 220g (le mien en fait 208g)
- de 540W (le mien sortira 568 W)
- un Kv de 840 (j'en aurai 780)
- une hélice de 12,3 x 5,9 (la mienne fera 12x6) ...... Pas mal hein???

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Tutoriel Re: Bien choisir son hélice c'est IMPORTANT

Message par Pilatus le Sam 22 Oct 2016 - 14:28

Il est important aussi de préciser qu'on n'utilise pas les mêmes hélices pour une motorisation électrique et pour une motorisation thermique:

- En électrique, l'hélice subit moins de vibrations et d'à-coups, elle sera donc construite dans un matériaux plus "fragile" et donc plus léger.
- En thermique, l'hélice subit pas mal de vibrations, elle est donc un peu plus "robuste" et donc un peu plus lourde. Son poids sert aussi d'effet volant-moteur.
C'est pour ça qu'il est déconseillé (même si c'est plus joli) d'utiliser une hélice en bois sur un moteur 4T car elle est "trop légère" et ne remplira pas son rôle de volant-moteur comme il faut.


(volant-moteur: élément réduisant les variations dues à l'énergie cinétique et par voie de conséquence les bruits et les vibrations)

Après si vous voulez des formules mathématiques complexes sur la force de traction, l’énergie cinétique etc etc, y en a pas mal sur le net mais ce n'est pas le but de ce sujet Wink
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Tutoriel Re: Bien choisir son hélice c'est IMPORTANT

Message par Pilatus le Sam 22 Oct 2016 - 15:48

Une hélice doit être aussi parfaitement équilibrée afin d'éviter les vibrations (amplifiées par la vitesse de rotation). Ces vibrations peuvent causer une usure du moteur et un mauvais comportement de l'avion.

Équilibrer une hélice, c'est faire en sorte que toutes les pales aient le même poids, il faut donc parfois retirer un peu de matière sur une pale ou rajouter du poids sur une autre.
Il faut surveiller régulièrement son état, surtout après un contact sur le sol ou un crash.

On utilisera un équilibreur, ou à défaut la "technique du tournevis".

Équilibreur à hélice:

ou


Avec un tournevis:


Il est préférable d'alourdir une pale (en ajoutant du scotch) plutôt que d’en alléger une autre (en la limant), car cette méthode est réversible. Le scotch sera mis de préférence en bout de pale car à cet endroit il en faudra moins.
On peut utiliser du scotch de bureau que l'on mettra sur le plat de la pale côté intérieur ou du ruban de protection de bord d'attaque pour hélice.

L'hélice bien équilibrée tiendra bien à l'horizontal sans que le surpoids d'une pale ne la fasse tourner toute seule.
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