RETOUR SUR NOS PAS .. ENFIN CELUI DES HELICES

Dans mon article précédent concernant le pas des hélices (reflexion-au-sujet-du-pas-des-helices), le pas en un point de la pale de l'hélice est égal à 2 x Pi x R x Tangente (alpha), ou R est la distance de ce point à l'axe de l'hélice, et alpha l'angle entre la corde du profil de la pale en ce point et le plan de rotation de l'hélice. Sachant que alpha varie tout au long de la pale afin que l'angle d'incidence de la pale soit constant (voir l'article sur le vrillage de la pale : discussion sur les hélices - vrillage des pales)

On pourrait alors se dire que la Vpitch de l'hélice (vitesse maximum que pourrait atteindre l'hélice si aucun glissement ne se produisait dans l'air) est égal au pas multiplié par la vitesses de rotation de l'hélice. Et bien pas exactement. En fait le Vpitch est légèrement supérieur, parce que tant que l'hélice a de la traction, elle peut encore accélérer. Et quand le vent relatif est parallèle à la corde du profil de la pale la tension n'est pas nulle. Elle ne s'annule que quand l'angle d'incidence est égal à alpha0, alpha0 étant l'angle de portance nulle du profil. Cet angle étant généralement négatif (ou nul sur un profil symétrique).

J'ai eu un peu de mal à avoir une vision claire sur ce sujet, et j'y suis parvenu en faisant de petits croquis. Le mieux est donc de les reproduire ici.

En haut de l'image, le cas de l'aile d'avion auquel on est habitué. Avec un angle d'incidence quelconque, puis un angle d'incidence de -alpha0 correspondant à l'angle de portance nulle (cf la courbe Cz fonction de l'angle d'incidence). En bas le profil a été pivoté pour se mettre dans la position habituelle d'une pale d'hélice. Le schéma en bas à droite montre la décomposition des vitesses en vitesse tangentielle et vitesse d'avancement. On voit que pour un angle d'incidence alpha0 du vent relatif la vitesse d'avancement est plus grande que pour un angle d'incidence nul (à vitesse de rotation égale de l'hélice bien entendu)

Je n'ai pas trouvé de nom pour le pas correspondant à cette vitesse d'avancement maximum. On pourrait l'appeler "pas réel", mais ce terme est employé parfois avec une autre signification. Dans le livre "propeller aerodynamics" de Frank E. HITCHENS que j'ai trouvé sur internet (et téléchargé gratuitement sans frauder mais je ne sais plus ou ...), qui m'a semblé très complet et facile à comprendre (si on maitrise l'anglais ..) il est question "d'experimental pitch" et je préfère peut être cette expression. Je l'appellerai donc pas expérimental dans les lignes qui suivent.

En ce qui concerne l'écart entre le pas expérimental et le pas géométrique (celui correspondant à une incidence nulle du vent relatif) : je n'ai pas d'opinion personnelle sur le sujet .. je laisse le lecteur se reporter à l'article de Franck Aguerre à la lecture duquel je conclus que ça dépend du rapport entre pas et diamètre de l'hélice et que, en gros, cela pourrait aller de 5% pour une hélice ou le pas est égal ou diamètre (9x9 etc ...) à 25% dans le cas ou le diamètre est le double du pas (14x7 par exemple).

Pour terminer notons que nous avons parlé ici de vitesse d'hélice, mais cette hélice n'était pas reliée à un avion. Dans le cas du modèle complet, la vitesse maximum (en supposant un glissement nul de l'hélice dans l'air) serait atteinte non pas lorsque la traction de l'hélice s'annule, mais lorsque la traction est égale à la trainée du modèle.