ATPL FCL 021/080 Motorisation / Hélice HELICES LES DIFFERENTS TYPES DHELICES.

ATPL FCL 021/080Motorisation / Hélice

HELICESLES DIFFERENTS TYPES D’HELICES

FCL021 - Motorisation : Hélices 03 : - Diapo 2 -24/04/02

HELICES : LES DIFFERENTS TYPES

RENDEMENT HELICES A CALAGE FIXE

Vrillage d’une pale d’hélice Courbe de rendement en fonction de la vitesse avion Avantages Inconvénient

HELICES A CALAGE VARIABLE Hélice à calage réglable Hélice à deux pas Hélice à calages multiples


RENDEMENT

Nous avons vu dans le chapitre précédent, que la position et l’intensité de Ra changeaient avec la valeur de l’angle d’incidence des pales de l’hélice.

Observons, maintenant, les variations de l’angle d’incidence des pales lorsque Va ou U varient, dans le cas d’une hélice à calage fixe.


RENDEMENTPrenons le cas d’une augmentation de la vitesse avion (Va).


RENDEMENTDans le cas d’une augmentation de la vitesse avion (Va) : - on constate que l’angle d’incidence diminue.


RENDEMENTPrenons le cas d’une diminution de la vitesse avion (Va).


RENDEMENTDans le cas d’une diminution de la vitesse avion : - on constate que l’angle d’incidence augmente.


RENDEMENTPrenons le cas d’une diminution de la vitesse de rotation (U).


RENDEMENTDans le cas d’une diminution de la vitesse de rotation (U) : - on constate que l’angle d’incidence diminue.


RENDEMENTPrenons le cas d’une augmentation de la vitesse de rotation (U).


RENDEMENTDans le cas d’une augmentation de la vitesse de rotation (U) : - on constate que l’angle d’incidence augmente.


RENDEMENT

Par définition, le rendement d’une hélice est égal au rapport suivant :


RENDEMENT


Rendement hélice = h = Puissance restituée par l ’hélicePuissance absorbée par l ’hélice


RENDEMENT


Rendement hélice = h =

h =

Puissance restituée par l ’hélicePuissance absorbée par l ’hélice

Puissance propulsivePuissance du moteurOn démontre (voir précédemment) que ce rendement ne

dépend que de la valeur de l’angle d’incidence au niveau de chaque section de pale.

Il existe alors une et une seule incidence qui conduit au rendement maximum de l’hélice :

h = h maxi si = opti = 2

QCM


HELICES A CALAGE FIXE Vrillage d’une pale d’hélice

Les sections d’une même pale n’ont pas la même vitesse périphérique :


Comme la vitesse de translation d’une pale est uniforme le long de celle-ci, les angles d’avance réelle ne sont donc pas les mêmes pour chaque section de la pale :


Pour obtenir = opti pour chaque section de la pale et ainsi donner à l’hélice son rendement maxi, il faut vriller la pale selon la loi :

= + opti


Pour obtenir = opti pour chaque section de la pale et ainsi donner à l’hélice son rendement maxi, il faut vriller la pale selon la loi :

= + opti

QCM


Vu autrement :


Exemple :

Hélice en bois lamellé collé façonnée en une pièce


Remarque :Une hélice à incidence constante le long de la pale présente un pas géométrique variable le long de la pale.


HELICES A CALAGE FIXE Courbe de rendement en fonction de la vitesse avion



Etudions cette courbe, pour en comprendre l’allure.Logiquement, chacun de ses points est l’image d’une incidence particulière :

FCL021 - Motorisation : Hélices 03 : - Diapo 31 -24/04/02QCM


HELICES A CALAGE FIXE Avantages d’une hélice à calage fixe

- simple, légère et de faible coût


HELICES A CALAGE FIXE Inconvénient d’une hélice à calage fixe

- adaptée pour une seule incidence donc un seul rapport Va / U


HELICES A CALAGE VARIABLE Hélice à calage réglable (au sol uniquement et moteur

arrêté)


HELICES A CALAGE VARIABLE Hélice à deux calages

Il est possible, pour ce type d’hélice, d’afficher l’un des deux calages offerts (petit ou grand), en fonction des conditions de vol.




- petit pas : phases de décollage, montée, et vols aux basses vitesses- grand pas : phase de croisière et vols aux vitesses élevées

QCM


Exemple d’hélice à deux calages :Motoplaneur SF-28


HELICES A CALAGE VARIABLE Hélice à calages multiples

Tous les calages, du plus petit au plus grand, sont affichables en vol.




Les domaines d’application des valeurs extrêmes des calages sont identiques à ceux des hélices à deux pas.


Avantages d’une hélice à calages multiples :

• conservation du rendement hélice maximal pour plusieurs vitesses de vol

• diminution de la consommation spécifique

• amélioration des performances avion

Inconvénients d’une hélice à calages multiples :

• poids du mécanisme de changement de pas

• complexité du mécanisme de changement de pas

• coût d’achat et maintenance


Exemple d’hélice à calages multiples :Beechcraft Be 58 “Baron”


+021-06-00Pourquoi les pales d’une hélice sont elles vrillées ?

• a) pour éviter le décollement des filets d’air ;• b) pour obtenir une vitesse périphérique constante le long de la pale ;• c) pour obtenir un pas géométrique constant le long de la pale ;• d) pour obtenir un angle d’incidence constant le long de la pale.

– Réponse :

*021-12-00Une pale d’une hélice est vrillée pour ?

• a) garder un angle d’incidence constant le long de la pale ;• b) pouvoir supporter des contraintes supérieures ;• c) diminuer la vitesse tangentielle de la pale de l’emplanture à

l’extrémité ;• d) éviter l’apparition de phénomènes soniques.

– Réponse :

RECUEIL DE QCM SUR LES DIFFERENTS TYPES D’HELICES


+021-06-00Pourquoi les pales d’une hélice sont elles vrillées ?

• a) pour éviter le décollement des filets d’air ;• b) pour obtenir une vitesse périphérique constante le long de la pale ;• c) pour obtenir un pas géométrique constant le long de la pale ;• d) pour obtenir un angle d’incidence constant le long de la pale.

– Réponse : D

*021-12-00Une pale d’une hélice est vrillée pour ?

• a) garder un angle d’incidence constant le long de la pale ;• b) pouvoir supporter des contraintes supérieures ;• c) diminuer la vitesse tangentielle de la pale de l’emplanture à

l’extrémité ;• d) éviter l’apparition de phénomènes soniques.

– Réponse : A

RECUEIL DE QCM SUR LES DIFFERENTS TYPES D’HELICES


*080-12-01Pourquoi une pale d’hélice est-elle vrillée du pied à l’extrémité ?

• a) parce que l’angle d’incidence local d’un élément de pale dépend du rapport entre la vitesse de cet élément dans le plan de rotation et la vitesse vraie de l’aéronef ;

• b) pour que l’extrémité produise la traction maximale ;• c) pour que le pied produise la traction maximale ;• d) parce que l’angle d’incidence local d’un élément de pale dépend

du rapport entre la vitesse de cet élément dans le plan de rotation et la vitesse angulaire de l’hélice.

– Réponse :

080-06-00Le rendement d’une hélice est mieux défini par le rapport suivant :

• a) puissance au frein sur puissance maximum ;• b) puissance propulsive sur puissance totale ;• c) puissance propulsive sur puissance sur l’arbre ;• d) puissance thermique sur puissance sur l’arbre.

– Réponse :


*080-12-01Pourquoi une pale d’hélice est-elle vrillée du pied à l’extrémité ?

• a) parce que l’angle d’incidence local d’un élément de pale dépend du rapport entre la vitesse de cet élément dans le plan de rotation et la vitesse vraie de l’aéronef ;

• b) pour que l’extrémité produise la traction maximale ;• c) pour que le pied produise la traction maximale ;• d) parce que l’angle d’incidence local d’un élément de pale dépend

du rapport entre la vitesse de cet élément dans le plan de rotation et la vitesse angulaire de l’hélice.

– Réponse : A

080-06-00Le rendement d’une hélice est mieux défini par le rapport suivant :

• a) puissance au frein sur puissance maximum ;• b) puissance propulsive sur puissance totale ;• c) puissance propulsive sur puissance sur l’arbre ;• d) puissance thermique sur puissance sur l’arbre.

– Réponse : C


+021-03-00 / 021-03-01Pour une hélice à calage fixe, pour un régime de rotation constant, si la vitesse propre augmente :

• a) l’angle d’incidence augmente ;• b) l’angle d’incidence diminue ;• c) l’angle d’incidence reste constant ;• d) l’angle d’incidence diminue puis reste constant à partir d’une

certaine valeur.

– Réponse :

*080-09-00L’angle d’incidence des pales d’une hélice à calage fixe augmente lorsque :

• a) la vitesse diminue et le régime moteur augmente ;• b) la vitesse augmente et le régime moteur diminue ;• c) la vitesse et le régime moteur diminuent ;• d) la vitesse et le régime moteur augmentent.

– Réponse :


+021-03-00 / 021-03-01Pour une hélice à calage fixe, pour un régime de rotation constant, si la vitesse propre augmente :

• a) l’angle d’incidence augmente ;• b) l’angle d’incidence diminue ;• c) l’angle d’incidence reste constant ;• d) l’angle d’incidence diminue puis reste constant à partir d’une

certaine valeur.

– Réponse : B

*080-09-00L’angle d’incidence des pales d’une hélice à calage fixe augmente lorsque :

• a) la vitesse diminue et le régime moteur augmente ;• b) la vitesse augmente et le régime moteur diminue ;• c) la vitesse et le régime moteur diminuent ;• d) la vitesse et le régime moteur augmentent.

– Réponse : A


*032-09-00Lors du roulage, au décollage, la poussée (traction) d’une hélice à pas fixe :

• a) est constante pendant les phases de décollage et de montée ;• b) diminue légèrement au fur et à mesure que la vitesse de l’avion

augmente ;• c) ne varie qu’en fonction de l’évolution de la masse de l’avion ;• d) augmente légèrement au fur et à mesure que la vitesse de l’avion

augmente.

– Réponse :

*080-12-00Pour une hélice à pas fixe, conçue pour le vol en croisière, l’angle d’incidence de chaque pale, mesuré à la section de référence :

• a) diminue lorsque la vitesse de l’aéronef diminue (sans modification du régime moteur) ;

• b) est toujours positif lors d’une descente au ralenti ;• c) est optimal lorsque l’aéronef se trouve en vol de croisière stabilisé ;• d) est plus faible au roulage qu’en vol (sans modification du régime

moteur).

– Réponse :


*032-09-00Lors du roulage, au décollage, la poussée (traction) d’une hélice à pas fixe :

• a) est constante pendant les phases de décollage et de montée ;• b) diminue légèrement au fur et à mesure que la vitesse de l’avion

augmente ;• c) ne varie qu’en fonction de l’évolution de la masse de l’avion ;• d) augmente légèrement au fur et à mesure que la vitesse de l’avion

augmente.

– Réponse : B

*080-12-00Pour une hélice à pas fixe, conçue pour le vol en croisière, l’angle d’incidence de chaque pale, mesuré à la section de référence :

• a) diminue lorsque la vitesse de l’aéronef diminue (sans modification du régime moteur) ;

• b) est toujours positif lors d’une descente au ralenti ;• c) est optimal lorsque l’aéronef se trouve en vol de croisière stabilisé ;• d) est plus faible au roulage qu’en vol (sans modification du régime

moteur).

– Réponse : C


080-06-00Pourquoi l’angle de calage des pales d’une hélice change-t-il du pied jusqu’au sommet de celles-ci ?

• a) pour compenser le changement de géométrie des sections droites des pales ;

• b) pour fournir une traction augmentée au pied des pales ;• c) parce que l’épaisseur des sections de pale augmente du pied

jusqu’au sommet ;• d) pour compenser l’augmentation de la vitesse périphérique au

sommet des pales.

– Réponse :

*021-12-00Au lâcher des freins, la combinaison correcte concernant le pas de l’hélice (1) et la position de la manette hélice (2) est :

• a) (1) grand pas, (2) avant• b) (1) petit pas, (2) avant• c) (1) petit pas, (2) arrière• d) (1) grand pas, (2) arrière

– Réponse :


080-06-00Pourquoi l’angle de calage des pales d’une hélice change-t-il du pied jusqu’au sommet de celles-ci ?

• a) pour compenser le changement de géométrie des sections droites des pales ;

• b) pour fournir une traction augmentée au pied des pales ;• c) parce que l’épaisseur des sections de pale augmente du pied

jusqu’au sommet ;• d) pour compenser l’augmentation de la vitesse périphérique au

sommet des pales.

– Réponse : D

*021-12-00Au lâcher des freins, la combinaison correcte concernant le pas de l’hélice (1) et la position de la manette hélice (2) est :

• a) (1) grand pas, (2) avant• b) (1) petit pas, (2) avant• c) (1) petit pas, (2) arrière• d) (1) grand pas, (2) arrière

– Réponse : B

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