Post by cromhunt on Sept 16, 2017 11:15:24 GMT -6
Petites explications sur le pas variable des hélices.En utilisant un language trivial et des exemples concrets sans formules
ou démonstrations mathématiques pour rester simple.
Première observation pour delayer un peu les termes anglais et français.
Les anglophones resument en "constant speed"alors que les français résument en hélice à pas variable(appellation impropre),
en oubliant au passage qu'il s'agit d'une hélice à vitesse constante.
D'où la majorité des confusions.
En effet toutes les hélices sont en pas variables,dans la mesure où le pas(pitch)varie du pied de pale
jusqu'à son extrémité(vrillage).Si les hélices n'avaient pas cette caractéristique elles seraient incapables de tracter
l'aeronef.
Quand les français disent hélice à pas fixe ils parlent d'une hélice dont on ne peut pas faire varier
le pas(pitch),mécaniquement.
En résumé toutes les hélices sont à pas variables(vrillage) mais certaines ont des mécanismes qui peuvent augmenter ou
réduire ce pas (pitch) et d'autres n'en sont pas équipées.
Pourquoi faire varier le pas si déjà par construction le pas de l'hélice est variable?
Pour garder une vitesse de rotation constante (RPM)en fonction des configurations de vol.
Vitesse constante = constant speed.
La meilleure illustration du phénomène est le derailleur du velo,comme la plupart des gens ont utilisé cet engin.
Les jambes font tourner les pédales(c'est le moteur).
Arrive une côte on utilise le dérailleur pour faciliter la tâche(pas variable).
Arrive une descente on utilise le derailleur pour profiter de l'inclinaison(pas variable).
On voit que dans cet exemple on cherche a garder une vitesse constante avec un effort égal à celui du plat(palier).
Petite observation sur les hélices:
Elles agissent comme des vis qui s'enfoncent dans l'air pour tracter le vehicule qui leur est attaché.Si pour la plupart
vous avez utilisé un tourne-vis pour visser dans du bois,vous avez pu constater que l'effort n'est pas le même selon que
le pas(iso) de la vis est grand ou petit;Je parle de l'espacement entre les dents.Bien sur à matériaux équivalent.C'est
pour cette raison que les vis bois ont des dents espacées:pour mordre plus efficacement dans la matière.
Nos amies les hélices ont le même problème,elles doivent mordre efficacement dans la matière(un gaz en l'occurence)
Leur aérodynamique leur permet d'y arriver;Mais il y a des configurations qui vont leur demander d'augmenter leur
efficacité et d'autres de la réduire.
C'est ici que ça coince en géneral:
On oublie souvent (toujours) qu'on se déplace dans la masse d'air et qu'on crée du vent relatif qui passe à travers
l'hélice.Comme le plan de rotation de l'hélice est perpendiculaire au vent relatif,on ne gagne pas d'effet aérodynamique.
Mais selon qu'on est plein petit pas ou grand pas on oppose un disque de rotation plus ou moins traversable par le vent
relatif et plus ou moins efficace.
Retenez que lorsque on diminue le pas de l'hélice on diminue le "torque" et les RPM auront tendance à augmenter.Inversement
si on augmente le pas on augmente le "torque" et les RPM diminueront.
Par exemple il est deconseillé de demarrer un moteur avec son hélice en drapeau.
Sur un moteur à piston ce n'est pas tres conséquent mais sur une turbine,on risque une surchauffe.
Ce qui nous amène à parler des limites de fonctionnement:Au décollage on affiche plein petit pas,car c'est ce qui demande
le moins d'effort au moteur pour faire tourner l'hélice.
Bien sûr ce plein petit pas n'est pas egal à zero mais conserve un calage positif.
Au fur et à mesure qu'on prend de la vitesse l'effet aérodynamique sur les ailes compense le poids apparent et diminue
l'effort demandé au moteur.
Dès qu'on s'est affranchi des frictions de la piste,donc en vol,l'effort est encore diminué,l'aeronef accélére et les
RPM augmentent car le moteur est de plus en plus soulagé.
En augmentant le pas on évite au moteur de passer en sur-régime et on augmente l'efficacité de l'hélice pour mordre dans l'air.
C'est là qu'intervient la manette de pas d'hélice.
Tout ceci doit se faire dans les plages d'utilisation du moteur,en fait on essaye de garder une vitesse de rotation(RPM)
constante pour que l'effort demandé au moteur soit constant.
Dernier point;l'ergonomie:
Selon le type d'appareil on peut avoir un déplacement de la manette lié au controle du pas de l'hélice,différent.Et comme
on utilise les termes "diminuer"le pas et "augmenter" le pas,puis "petit pas" et "grand pas",ça prête à confusion pour le néophyte.
Dans les avions il a été décidé de normaliser le déplacement de la manette de la façon qui suit:
avancer la manette va vers le petit pas et reculer la manette vers le grand pas.
Ce qui revient à augmenter le pas en reculant la manette et diminuer le pas en avançant la manette.
Je pousse vers le petit pas et je tire vers le grand pas.
Pourquoi?
Pour garder à l'esprit que quand on met tout vers l'avant on accélére.
Mais à l'utilisation on se rend compte que pour accélérer avec un avion,on peut parfois ramener la manette vers l'arrière vers le grand pas.
C'est de là que vient la confusion.
Pour ne pas se mélanger les pinceaux(en poil de porc) il faut séparer les indications par catégories;
Une: la norme ergonomique
Deux: l'utilisation
Et garder à l'esprit le fait que quand l'hélice braque ses pales vers le grand pas c'est pour augmenter son efficacité,alors que vers le petit pas
c'est pour soulager le moteur.
ou démonstrations mathématiques pour rester simple.
Première observation pour delayer un peu les termes anglais et français.
Les anglophones resument en "constant speed"alors que les français résument en hélice à pas variable(appellation impropre),
en oubliant au passage qu'il s'agit d'une hélice à vitesse constante.
D'où la majorité des confusions.
En effet toutes les hélices sont en pas variables,dans la mesure où le pas(pitch)varie du pied de pale
jusqu'à son extrémité(vrillage).Si les hélices n'avaient pas cette caractéristique elles seraient incapables de tracter
l'aeronef.
Quand les français disent hélice à pas fixe ils parlent d'une hélice dont on ne peut pas faire varier
le pas(pitch),mécaniquement.
En résumé toutes les hélices sont à pas variables(vrillage) mais certaines ont des mécanismes qui peuvent augmenter ou
réduire ce pas (pitch) et d'autres n'en sont pas équipées.
Pourquoi faire varier le pas si déjà par construction le pas de l'hélice est variable?
Pour garder une vitesse de rotation constante (RPM)en fonction des configurations de vol.
Vitesse constante = constant speed.
La meilleure illustration du phénomène est le derailleur du velo,comme la plupart des gens ont utilisé cet engin.
Les jambes font tourner les pédales(c'est le moteur).
Arrive une côte on utilise le dérailleur pour faciliter la tâche(pas variable).
Arrive une descente on utilise le derailleur pour profiter de l'inclinaison(pas variable).
On voit que dans cet exemple on cherche a garder une vitesse constante avec un effort égal à celui du plat(palier).
Petite observation sur les hélices:
Elles agissent comme des vis qui s'enfoncent dans l'air pour tracter le vehicule qui leur est attaché.Si pour la plupart
vous avez utilisé un tourne-vis pour visser dans du bois,vous avez pu constater que l'effort n'est pas le même selon que
le pas(iso) de la vis est grand ou petit;Je parle de l'espacement entre les dents.Bien sur à matériaux équivalent.C'est
pour cette raison que les vis bois ont des dents espacées:pour mordre plus efficacement dans la matière.
Nos amies les hélices ont le même problème,elles doivent mordre efficacement dans la matière(un gaz en l'occurence)
Leur aérodynamique leur permet d'y arriver;Mais il y a des configurations qui vont leur demander d'augmenter leur
efficacité et d'autres de la réduire.
C'est ici que ça coince en géneral:
On oublie souvent (toujours) qu'on se déplace dans la masse d'air et qu'on crée du vent relatif qui passe à travers
l'hélice.Comme le plan de rotation de l'hélice est perpendiculaire au vent relatif,on ne gagne pas d'effet aérodynamique.
Mais selon qu'on est plein petit pas ou grand pas on oppose un disque de rotation plus ou moins traversable par le vent
relatif et plus ou moins efficace.
Retenez que lorsque on diminue le pas de l'hélice on diminue le "torque" et les RPM auront tendance à augmenter.Inversement
si on augmente le pas on augmente le "torque" et les RPM diminueront.
Par exemple il est deconseillé de demarrer un moteur avec son hélice en drapeau.
Sur un moteur à piston ce n'est pas tres conséquent mais sur une turbine,on risque une surchauffe.
Ce qui nous amène à parler des limites de fonctionnement:Au décollage on affiche plein petit pas,car c'est ce qui demande
le moins d'effort au moteur pour faire tourner l'hélice.
Bien sûr ce plein petit pas n'est pas egal à zero mais conserve un calage positif.
Au fur et à mesure qu'on prend de la vitesse l'effet aérodynamique sur les ailes compense le poids apparent et diminue
l'effort demandé au moteur.
Dès qu'on s'est affranchi des frictions de la piste,donc en vol,l'effort est encore diminué,l'aeronef accélére et les
RPM augmentent car le moteur est de plus en plus soulagé.
En augmentant le pas on évite au moteur de passer en sur-régime et on augmente l'efficacité de l'hélice pour mordre dans l'air.
C'est là qu'intervient la manette de pas d'hélice.
Tout ceci doit se faire dans les plages d'utilisation du moteur,en fait on essaye de garder une vitesse de rotation(RPM)
constante pour que l'effort demandé au moteur soit constant.
Dernier point;l'ergonomie:
Selon le type d'appareil on peut avoir un déplacement de la manette lié au controle du pas de l'hélice,différent.Et comme
on utilise les termes "diminuer"le pas et "augmenter" le pas,puis "petit pas" et "grand pas",ça prête à confusion pour le néophyte.
Dans les avions il a été décidé de normaliser le déplacement de la manette de la façon qui suit:
avancer la manette va vers le petit pas et reculer la manette vers le grand pas.
Ce qui revient à augmenter le pas en reculant la manette et diminuer le pas en avançant la manette.
Je pousse vers le petit pas et je tire vers le grand pas.
Pourquoi?
Pour garder à l'esprit que quand on met tout vers l'avant on accélére.
Mais à l'utilisation on se rend compte que pour accélérer avec un avion,on peut parfois ramener la manette vers l'arrière vers le grand pas.
C'est de là que vient la confusion.
Pour ne pas se mélanger les pinceaux(en poil de porc) il faut séparer les indications par catégories;
Une: la norme ergonomique
Deux: l'utilisation
Et garder à l'esprit le fait que quand l'hélice braque ses pales vers le grand pas c'est pour augmenter son efficacité,alors que vers le petit pas
c'est pour soulager le moteur.