Hélice

<body topmargin=0 leftmargin=0 marginheight=0 marginwidth=0> <table cellpadding=0 cellspacing=0 border=0 height="100%"><tr> <td valign="top" colspan=2 height=85 BGCOLOR="#0066FF" TEXT="#080000"> <div> <FONT SIZE="6" COLOR="#FFFFFF" FACE="Arial" ><B>ACA</B></FONT><FONT SIZE="5" COLOR="#FFFFFF" FACE="Arial" ><B>     </B></FONT><FONT SIZE="1" COLOR="#FFFFFF" FACE="Arial" ><B>|          </B></FONT>Retour à: <A HREF="index.htm" TARGET="_top" TITLE="ACA"><U>Page d'accueil</U></A>         <B>|         </B><A HREF="mailto:acacourrier@acabidjan.com" TARGET="_top" TITLE="mailto:acacourrier@acabidjan.com"><U>Ecrire à l'ACA</U></A></div> <div> Retour à:  <A HREF="id22.htm" TARGET="_top" TITLE="La boîte à outils"><U>La boîte à outils</U></A></div> <div> </div> </td> </tr><tr> <td valign="top" width=17,5% BGCOLOR="#FFFFFF" TEXT="#080000" background="2a520bc3.jpg"> <div> <B><IMG SRC="4886f310.gif" border=0 width="111" height="49" ALIGN="BOTTOM" HSPACE="0" VSPACE="0"></B></div> <bR> <div> <A HREF="id59.htm" TARGET="_top" TITLE="Guide SEFA"><U>Guide SEFA</U></A></div> <div> <A HREF="id354.htm" TARGET="_top" TITLE="Guide FAA"><U>Guide FAA</U></A></div> <div> <A HREF="id355.htm" TARGET="_top" TITLE="Chez GliGli"><U>Chez GliGli</U></A></div> <div> <A HREF="id356.htm" TARGET="_top" TITLE="Tout savoir sur"><U>Tout savoir sur</U></A></div> <div> <A HREF="id60.htm" TARGET="_top" TITLE="Mécanique"><U>Mécanique</U></A></div> <div> <A HREF="id56.htm" TARGET="_top" TITLE="Centrage"><U>Centrage</U></A></div> <div> <A HREF="id57.htm" TARGET="_top" TITLE="Navigation"><U>Navigation</U></A></div> <div> <A HREF="id135.htm" TARGET="_top" TITLE="Radio"><U>Radio</U></A></div> <div> <A HREF="id209.htm" TARGET="_top" TITLE="RadioNavigation"><U>Radio-Navigation</U></A></div> <div> <A HREF="id58.htm" TARGET="_top" TITLE="Code Q"><U>Code "Q"</U></A></div> <div> <A HREF="id61.htm" TARGET="_top" TITLE="Hélice"><U>Hélice</U></A></div> <div> <A HREF="id131.htm" TARGET="_top" TITLE="Altimétrie"><U>Altimétrie</U></A></div> <div> <A HREF="id90.htm" TARGET="_top" TITLE="Virages"><U>Virages</U></A></div> <div> <A HREF="id134.htm" TARGET="_top" TITLE="Portance"><U>Portance</U></A></div> <div> <A HREF="id132.htm" TARGET="_top" TITLE="Descente"><U>Descente</U></A></div> <div> <A HREF="id133.htm" TARGET="_top" TITLE="Facteur de base"><U>Facteur de base</U></A></div> <div> <A HREF="id136.htm" TARGET="_top" TITLE="Trigonométrie"><U>Trigonométrie</U></A></div> <div> <A HREF="id105.htm" TARGET="_top" TITLE="Lexique"><U>Lexique</U></A></div> <div> <A HREF="id246.htm" TARGET="_top" TITLE="Avions légers"><U>Avions légers</U></A></div> </td> <td valign="top" height=395 BGCOLOR="#FFFFFF" TEXT="#080000" bgproperties="fixed" background="48908bb3.gif"> <div> <I><B>Hélice</B></I></div> <bR> <bR> <div> <A HREF="http://www.acabidjan.com/_Files/Helice.xls" TARGET="_top" TITLE="http://www.acabidjan.com/_Files/Helice.x"><U>Télécharger ce document (35k)</U></A></div> <bR> <div> Cf article Serabian "A pas variable" ; "Le Groupe Motopropulseur" Ed. du Cosmos <I> </I><I> </I></div> <div> <I>  </I></div> <div> PREPARATION A LA QUALIF. "B" </div> <div> SUPPORT TECHNIQUE A L'ATTENTION DES INSTRUCTEURS  </div> <div>   </div> <div> <B>A   ANALYSE DU PROBLEME - INCIDENCE DE LA PALE</B>  </div> <div> A.1  DESCRIPTION DE L'HELICE ET DES FORCES APPLIQUEES  </div> <div> Profil d'aile avec bords d'attaque et de fuite, intrado et extrado</div> <div> Résultante aérodynamique avec Portance (=traction)  et Trainée.  </div> <div> Pour une vitesse de rotation constante, la vitesse va en croissant depuis le moyeu  </div> <div> vers l'extrémité de la pale. </div> <div>  </div> <div> Pour uniformiser la traction (Portance) d'un bout à l'autre de la pale, on compense  </div> <div> ces variations de vitesses par une variation d'incidence de la pale. Ainsi près du </div> <div> moyeu où la vitesse est plus faible, la pale présente une incidence plus importante</div> <bR> <div> En bout de pale où  la vitesse est plus importante l'incidence est plus faible. D'où </div> <div> la forme tordue de la pale.  </div> <div>    </div> <div> Le vent relatif qui attaque la pale est dû à la vitesse de la pale et à la vitesse de l'avion.  </div> <div> Dans l'étude de l'hélice, la vitesse de l'avion s'appelle Vitesse sur trajectoire. </div> <div> Ceci par opposition à la vitesse de la pale dans le plan de rotation de l'hélice </div> <div> (vitesse linéaire de rotation).  </div> <div>   </div> <div> Vitesse du vent relatif en chaque point de la pale =   </div> <div> Vitesse linéaire de rotation (dans le plan de rotation) + Vitesse sur trajectoire  </div> <div>   </div> <div> L'hélice atteint son meilleur rendement quand les pales attaquent le vent relatif à l'incidence  </div> <div> de finesse maximum (meilleur rapport portance/trainée)  </div> <div>   </div> <div> <B>A.2  FONCTIONNEMENT DE L'HELICE SELON CONFIGURATIONS </B> </div> <div> <B>AVION IMMOBILE, MOTEUR EN FONCTIONNEMENT</B> </div> <div> Le vent relatif est dans le plan de rotation de l'hélice; les pales attaquent l'air à </div> <div> leur incidence de calage.  </div> <div>   </div> <div> <B>AVION EN MOUVEMENT</B></div> <div> Si la traction (portance) des pales est suffisante, l'avion se met en mouvement </div> <div> et prend une vitesse sur trajectoire.  </div> <div> Le vent relatif n'est plus dans le plan de rotation, il est égal à la vitesse linéaire </div> <div> de rotation plus la vitesse sur trajectoire.  </div> <div> Comme la vitesse linéaire de rotation est largement supérieure à la vitesse sur trajectoire,  </div> <div> la vitesse du vent relatif n'est que légèrement supérieure à la vitesse linéaire de rotation.  </div> <bR> <div> En revanche, cette vitesse sur trajectoire fait diminuer l'angle d'incidence du vent relatif  </div> <div> sur les pales. Comme cet angle diminue, la traction de l'hélice diminue. L'hélice devient moins   </div> <div> performante au fur et à mesure que la vitesse sur trajectoire augmente.  </div> <div>   </div> <div> <B>AVION EN MOUVEMENT, MOTEUR RÉDUIT</B></div> <div> Si on réduit le nombre de tours du moteur, la vitesse linéaire de rotation sera si faible que  </div> <div> combinée avec une bonne vitesse sur trajectoire en descente , l'incidence devient négative</div> <div>   </div> <div> La traction devient alors négative, elle freine l'avion. On dit que l'hélice tourne en moulinet.  </div> <div> L'hélice absorbe de l'énergie en freinant l'avion (elle n'est plus tractive) et la finesse   </div> <div> est ainsi diminuée.  </div> <div>   </div> <div> <B>A.3  CONCLUSIONS: COMPROMIS DES HELICES A CALAGE FIXE </B> </div> <div> <B>BONNE PERFORMANCE AU DECOLLAGE, VITESSE DE CROISIERE FAIBLE</B>  </div> <div> Le calage initial de l'hélice est tel que l'incidence de finesse max est déjà atteinte aux </div> <div> faibles vitesses sur trajectoire: cela  signifie que l'hélice est à son meilleur rendement </div> <div> pendant le décollage de l'avion. La traction de l'hélice va faiblir dès que l'avion prendra </div> <div> de la vitesse, notamment en croisière.  </div> <div>   </div> <div> <B>MAUVAISE PERFORMANCE AU DECOLLAGE, BONNE VITESSE DE CROISIERE</B>  </div> <div> Le calage initial de l'hélice est tel que l'incidence de finesse max n'est atteinte qu'aux  </div> <div> vitesses sur trajectoire élevées. Cela signifie qu'au décollage (faible vitesse sur trajectoire)   </div> <div> l'hélice n'aura pas son meilleur rendement. En revanche la vitesse de croisière sera meilleure.  </div> <bR> <div> <B>B   REGULATION AUTOMATIQUE DU PAS DE L'HELICE PENDANT LE VOL</B>  </div> <div> <B>B.1  IMPERATIFS </B> </div> <div> Trois impératifs doivent être simultanément respectés:  </div> <div>   </div> <div> <B>Premier impératif: PUISSANCE MOTEUR</B>  </div> <div> La puissance du moteur varie avec la vitesse de rotation. Aux faibles vitesses de  </div> <div> rotation et aux grandes vitesses de rotation la puissance du moteur est faible</div> <div>   </div> <div> La puissance optimum est obtenue pour un certain intervalle de vitesses de rotation. </div> <div> Environ entre 2300 et 2500 RPM sur la plupart des moteurs.  </div> <div>   </div> <div> <B>Second impératif: COUPLE MOTEUR = COUPLE RESISTANT</B>  </div> <div> La force de résistance de l'hélice (couple résistant) doit exactement compenser </div> <div> la force exercée sur l'arbre du moteur (couple moteur). Ceci afin d'éviter </div> <div> d'endommager le moteur.  </div> <div>   </div> <div> <B>Troisième impératif: EFFICACITE DE L'HELICE</B>  </div> <div> L'angle d'incidence de l'hélice doit correspondre au meilleur rapport traction/trainée. </div> <div> La traction correspondant à la "portance" des pales, l'hélice doit se caler à sa finesse max.  </div> <div>   </div> <div> <B>B.2  REGULATION D'UNE HELICE A VITESSE CONSTANTE</B>  </div> <div> La première contrainte étant de pouvoir utiliser le moteur dans sa plage de régime </div> <div> préconisée un système de régulation de la vitesse de rotation est nécéssaire. </div> <div> Le pilote choisi la vitesse de rotation appelée aussi régime moteur. D'où  la dénomination </div> <div> HELICE A VITESSE CONSTANTE.  </div> <div> Une fois la vitesse de rotation affichée par le pilote, le système assure lui même le </div> <div> calage optimum de l'incidence des pales d'hélice.  </div> <div>   </div> <div> <B>REGULATEUR DE VITESSE DE ROTATION</B>  </div> <div> La régulation de la vitesse de rotation est assurée par un système centrifuge type </div> <div> régulateur à boules. Pour une vitesse de rotation à réguler il faut telle masse et telle </div> <div> distance des boules par rapport à l'axe du régulateur. On peut donc ajuster la plage </div> <div> de fonctionnement du régulateur pour une vitesse de rotation désirée. Il suffit d'ajuster </div> <div> le moment d'inertie des boules à l'aide d'un ressort qui les forcera à s'écarter plus ou </div> <div> moins faisant varier leur résistance.  </div> <div> Cet ajustement du moment d'inertie des masses est assuré par la commande dite </div> <div> de PAS D'HELICE (qui est en réalité une commande de vitesse de rotation). </div> <div> Cette commande est une vis qui comprime plus ou moins le ressort faisant varier la </div> <div> résistance des masses du régulateur.  </div> <div> Le pilote peut ainsi choisir le régime de rotation avec la commande de PAS D'HELICE.  </div> <div> Le régulateur de vitesse de rotation règle à son tour la plage de fonctionnement du régulateur  </div> <div> de pas d'hélice.  </div> <div>   </div> <div> <B>REGULATEUR DE PAS D'HELICE</B>  (ou régulateur d'incidence)  </div> <div> Pour que l'angle d'incidence puisse varier, les pales d'hélice doivent pouvoir </div> <div> pivoter le long de leur axe. Sur chaque axe de pale, tout près du moyeu, se trouve </div> <div> une masselotte solidaire de la pale mais légèrement excentrée par rapport à l'axe </div> <div> longitudinal de la pale. De ce fait, lorsque l'hélice tourne la masselotte est soumise </div> <div> à une force centrifuge qui fait pivoter la pale le long de sont axe longitudinal jusqu'à </div> <div> l'équilibre, forçant ainsi la pale à conserver une certaine incidence. </div> <div>  </div> <div> On a donc un système centrifuge de régulation de l'incidence dont la plage de </div> <div> fonctionnement sera ajustée en modifiant la position des masselottes par rapport </div> <div> à l'axe de leur pale. Cet ajustement de la  position des masselottes est assuré par </div> <div> un piston à l'intérieur du moyeu de l'hélice.  </div> <bR> <div> La force permettant de faire coulisser ce piston est assurée par pression d'huile dosée </div> <div> elle-même par le système de régulation de vitesse de rotation.  </div> <bR> <div> Si l'hélice tourne plus vite que le régime désiré, le régulateur de vitesse de rotation va </div> <div> injecter davantage de pression d'huile dans le piston afin d'augmenter l'écartement </div> <div> des masselottes de pales ce qui augmentera l'angle d'incidence et diminuera la vitesse </div> <div> de rotation. Inversement si l'hélice tourne moins vite.  </div> <bR> <div> Pour conclure: le pilote choisit la vitesse du régulateur de vitesse de rotation </div> <div> avec la commande dite de Pas d'Hélice; le régulateur de vitesse de rotation agit </div> <div> à son tour (et de manière totalement indépendante du pilote) sur le réglage de la </div> <div> position des masselottes du régulateur de pas (=ou régulateur d'incidence) des </div> <div> pales d'hélice.  </div> <div>   </div> <div> <B>B.3  OBJECTIFS ATTEINTS  </B></div> <div> Les trois impératifs sont-ils atteints avec ce système de double régulation (vitesse </div> <div> de rotation et incidence des pales) agissant en cascade:  </div> <bR> <div> <B>PUISSANCE MOTEUR:</B>  </div> <div> La puissance optimum du moteur est assurée par la régulation de la vitesse de rotation.  </div> <div>   </div> <div> <B>COUPLE MOTEUR = COUPLE RESISTANT: </B> </div> <div> Si le couple résistant de l'hélice devient supérieur au couple moteur, la vitesse de </div> <div> rotation va chuter. </div> <div> Si la vitesse de rotation chute, le régulateur de vitesse de rotation va agir sur le </div> <div> régulateur d'incidence des pales en diminuant l'incidence. Cette diminution d'incidence </div> <div> va diminuer le couple résistant de l'hélice, la vitesse de rotation va augmenter.  </div> <div> Inversement si le couple résistant de l'hélice devient inférieur au couple moteur.  </div> <div>   </div> <div> <B>EFFICACITE DE L'HELICE:</B>  incidence des pales réglée au meilleur rapport </div> <div> traction/trainée  </div> <div> Ce meilleur rapport traction/trainée correspond à la finesse maximum de la </div> <div> pale d'hélice. Le système de régulation de l'incidence des pales d'hélice assure </div> <div> ce meilleur rapport pour les raisons suivantes: Si l'incidence diminue, la vitesse de </div> <div> rotation augmente et le système de régulation de la vitesse de rotation va agir sur le </div> <div> régulateur d'incidence des pales en augmentant l'incidence.  </div> <div> Inversement si l'incidence augmente.  </div> <div>   </div> <div> <B>C   PRESSION D'ADMISSION - EVALUATION DE LA PUISSANCE</B>  </div> <div> <B>C.1  PRESSION D'ADMISSION</B>  </div> <div> Sur les avions à hélice à pas fixe le tachymètre donne une indication de la </div> <div> puissance. Avec une hélice à vitesse constante, la puissance peut être évaluée en </div> <div> fonction de la quantité d'essence reçue. Cette masse du mélange air/essence varie </div> <div> avec la Pression d'Admission.  </div> <div> Cette PA est mesurée par un manomètre (simple capsule anéroïde) placé entre le </div> <div> papillon des gaz et les cylindres.  </div> <div> Quand le moteur est à l'arrêt, la PA indique la pression de l'atmosphère ambiante </div> <div> (le QFE) en pouces de mercure (1013 mb = 29,92 pouces de Hg).  </div> <div> Moteur au ralenti, le papillon des gaz est fermé et les cylindres aspirent l'air, </div> <div> créant une dépression telle que la PA tombe à 10 in.Hg environ. A mesure que l'on </div> <div> ouvre les gaz cette dépression est de moins en moins forte et tend à s'égaliser avec </div> <div> la pression atmosphérique sans toutefois jamais l'atteindre.   </div> <div> Le manomètre de PA indique donc une pression toujours inférieure à la Pression </div> <div> atmosphérique.  </div> <div> Ne jamais confondre cette PA avec l'indicateur de pression d'essence des avions </div> <div> à pas fixe. Cette pression d'essence indique que la pompe à essence (avions à pas </div> <div> fixe et ailes basses) parvient bien à acheminer l'essence dans les canalisations.  </div> <div>   </div> <div> Pendant la montée la PA diminue avec la Pression atmosphérique et il est </div> <div> nécessaire de la réajuster avec la manette des gaz. On réajuste les gaz au fur et </div> <div> à mesure de la montée et on finit par etre Plein Gaz. On a alors atteint l'altitude </div> <div> d'adaptation au dessus de laquelle la puissance diminue avec la pression atmosphérique.  </div> <div>   </div> <div> L'altitude d'adaptation est beaucoup plus élévée avec les moteurs équipés d'un </div> <div> turbo-compresseur d'arrivée d'air.   </div> <div> On peut alors atteindre une PA supérieure à la pression ambiante et surtout voler plus haut.  </div> <div>   </div> <div>   </div> <div> <B>C.2  RELATIONS PUISSANCE - REGIME - PA - RICHESSE - DEBITMETRE</B>  </div> <div> La manette des gaz n'agit plus sur le compte-tours et ce dernier ne reflète plus la </div> <div> puissance affichée comme c'était le cas sur les avions à pas fixe.  </div> <div> La puissance est désormais représentée par la PA et le REGIME. Des abaques </div> <div> fournissent par tranches d'altitudes les couples PA - REGIME en fonction de la puissance </div> <div> désirée (économique, normale, croisière rapide).  </div> <bR> <div> En gardant les gaz constants une augmentation du pas (diminution de régime) </div> <div> se traduit par une augmentation de la PA et inversement.  </div> <div> Par ailleurs un givrage carbu ou une perte de puissance se détecteront par une </div> <div> baisse de la PA et non du régime.  </div> <div> Quand à la richesse il faut se souvenir que le rapport idéal est de 1 g d'essence </div> <div> pour 15 g d'air.  </div> <div> Il n'est plus possible de régler la mixture avec le compte-tours comme pour un </div> <div> avion à pas fixe.  </div> <div> Avec un système à hélice à vitesse constante on règle la mixture avec l'indicateur </div> <div> de température de sortie des gaz (EGT = Exhaust Gaz Temperature). </div> <div>  </div> <div> Il faut savoir que le mélange idéal (1 pour 15) est obtenu quand l'EGT atteind </div> <div> son maximum.  </div> <div> Mais la puissance maximum n'est pas atteinte avec le mélange idéal mais avec </div> <div> 1,25 fois ce dernier.  </div> <div> Il faut donc à partir de l'EGT maximum (Peak EGT) , enrichir légèrement le mélange </div> <div> jusqu'à faire redescendre l'EGT de 50°F c'est à dire deux divisions sur l'indicateur d'EGT.  </div> <div>   </div> <div> Une fois la richesse correctement réglée à l'aide de l'EGT, le débitmètre (ou Fuel Flow) </div> <div> permet aussi d'apprécier la puissance utilisé. C'est pourquoi les débitmètres, gradués  </div> <div> en Gallon par heure, sont sous-gradués en pourcentage de puissance.  </div> <div>   </div> <div> <B>D   PROCEDURES D'UTILISATION</B>  </div> <div> Voir le Manuel de Vol de l'appareil.  </div> <div>   </div> <div> <B>GENERALITES</B>  </div> <div> Avant démarrage du moteur, vérifier que la PA indique bien le QFE </div> <div> (29,92 In.Hg pour 1013,2 mb). </div> <div> Le roulage s'effectue toujours PPP.  </div> <div> Les essais grands pas ne doivent pas dépasser 500 RPM de variation.  </div> <div>   </div> <div> <B>Commande de Pas:</B>  </div> <div> On diminue le pas en poussant la commande (Plein Petit Pas = PPP); c'est ce </div> <div> qu'il faut faire au décollage, à l'atterrissage, près du sol, en cas de remise de gaz.  </div> <div> On augmente le pas en tirant la commande (Plein Grand Pas = PGP); c'est le cas en croisière.  </div> <bR> <div> Une augmentation de régime correspond à une diminution du pas et inversement.  </div> <div>   </div> <div> Avant d'augmenter la PA:  augmenter d'abord le régime (pousser la commande de pas).  </div> <div> Avant de diminuer le régime:  diminuer d'abord la PA puis tirer la commande de régime.  </div> <div>   </div> <div> <B>Une diminution de régime augmente la PA: </B> </div> <div> Ainsi pour passer de montée en palier, on diminue d'abord la PA avant de </div> <div> diminuer le régime.  </div> <div> Comme la diminution de régime augmentera légèrement la PA, préafficher </div> <div> une PA légèrement inférieure à la PA désirée pour le vol en palier.  </div> <div>   </div> <div> Régler la mixture en fonction du FuelFlow (manuel de vol) et de l'EGT. </div> <div> La mixture s'utilise même en montée.  </div> <div>   </div> <div> Réajuster la PA pendant la montée car la pression atmosphérique diminue.  </div> <div> Une perte de puissance du moteur se traduira par une baisse de la PA et non pas du régime.  </div> <div> En cas de panne moteur, le plané s'effectue Plein Grand Pas (tirer la commande de pas) </div> <div> pour être le moins freiné possible par le moulinet de l'hélice.  </div> <div>   </div> <div> <B>CHECK LIST</B>  (Paramètres pour Piper ARROW IV)  </div> <div> La check la plus courante et valable au décollage et à l'approche:  </div> <div>   </div> <div> <B>DECOLLAGE  -  ATTERRISSAGE</B>  </div> <div> <B>FAIS</B> <FONT SIZE="2" COLOR="#FF0000" FACE="Arial" >Frein</FONT> Actionné aux pieds; levier desserré Levier desserré  </div> <div> <B>TON</B> <FONT SIZE="2" COLOR="#FF0000" FACE="Arial" >Train</FONT> Rentré; surveiller extinction voyant rouge SORTI ; 3 VERTES  (Vi inférieure à 133 Kt)  </div> <div> <B>METIER</B> <FONT SIZE="2" COLOR="#FF0000" FACE="Arial" >Moteur</FONT> 34" en montée sur Piper Arrow IV 27 " vent arrière; finale touché à 17"  </div> <div> <B>POUR</B> <FONT SIZE="2" COLOR="#FF0000" FACE="Arial" >Pas</FONT> 2450 RPM   PPP en finale  </div> <div> <B>VIVRE</B>  <FONT SIZE="2" COLOR="#FF0000" FACE="Arial" >Volets</FONT> Rentrés quand voyant rouge train éteint Sortis à la demande; vitesse arc blanc  </div> <div> <B>ENTIER</B> <FONT SIZE="2" COLOR="#FF0000" FACE="Arial" >Essence</FONT> Mixture 14 Gal/h ; surveiller EGT Plein Riche  </div> <bR> <bR> <div> <I> <script language="JavaScript1.1">  </script> <noscript> <a href="http://www.xiti.com/xiti.asp?s=124046" TARGET="_top"><img width="39" height="25" border=0 src="http://logv23.xiti.com/hit.xiti?s=124046&p=&" title="Mesurez votre audience"></a> </noscript>  </I></div> <div> Copyright © 2003 ACAbidjan - All rights reserved</div> </td> </tr></table></body>