Diamètre Hélices

Le diamètre de l'hélice détermine la surface d'air balayée lorsque l'hélice est en rotation.
Le diamètre correspond au double du rayon de l'hélice. Le rayon est la longueur de la pale, depuis le centre du moyeu (pièce centrale) jusqu'au bout de la pale (saumon).


En aviation, on utilise des moteurs réductés pour pouvoir mettre de grands diamètres d'hélices et donc augmenter les performances des aéronefs.
Les moteurs en prise directe, sans réducteurs, ne peuvent pas utiliser d'hélices de grands diamètres, ce qui réduit très notablement leurs performances.

✗ Pourquoi mettre un grand diamètre d'hélice?

1/ Parce qu'il est nécessaire de prendre appui sur le maximum d'air
Plus l'hélice est de grand diamètre, plus la quantité d'air qui passe au travers est grande: le débit massique d'air est plus important.
Il y a moins d'écart entre la vitesse du souffle d'air hélice et la vitesse de l'avion. Moins d'énergie est perdue à accélérer de l'air inutilement.
C'est d'autant plus important que l'on vole lentement: pour les phases de décollage est de montée, un grand diamètre est vraiment essentiel.
Un grand diamètre d'hélice est également favorable en croisière (l'écart de traction est moins visible mais cela reste toujours intéressant).


2/ Parce qu'un grand diamètre réduit la traînée de l'avion
En ayant une plus grande veine d'air et plus de débit massique, on accélère moins l'air. Donc le souffle hélice est plus proche de la vitesse de vol.
Sachant que le fuselage baigne dans le souffle hélice, et que le fuselage génère une grande partie de la traînée aérodynamique de l'aéronef, augmenter le diamètre hélice réduit la traînée aérodynamique de l'aéronef.
C'est très notable sur les machines STOL.


✗ Vitesse en bout de pale de l'hélice

Plus une pale est grande, plus sa vitesse en bout de pale (Mach périphérique) est importante.
La vitesse du son en bout de pales est une limite: au-delà, les performances se dégradent et l'hélice ferait énormément de bruit.
On se tiendra donc en dessous de la vitesse du son (340 m/s).

Exemples de Mach périphérique à 5500 rpm:
- hélice dia 160 cm sur moteur Rotax 912S 100 cv réducteur 2.43 => 0,56
- hélice dia 175 cm sur moteur Rotax 912S 100 cv réducteur 2.43 => 0,61
- hélice dia 190 cm sur moteur Rotax 912S 100 cv réducteur 2.43 => 0,66
- hélice dia 170 cm sur moteur Rotax 912 80 cv réducteur 2.27 => 0,63
il est préférable de ne pas dépasser 0,8 Mach, sans quoi l'hélice devient trop bruyante
Cliquez ici pour voir le Calculateur Mach périphérique


✗ Garde au sol de l'hélice

Bien entendu, il est indispensable de conserver une garde au sol de l'hélice suffisante pour que celle-ci ne touche pas le sol lors des roulages. E-Props recommande une "garde au sol", c'est-à-dire la distance entre le bout de la pale et le sol, comprise entre 20 et 22 cm (en configuration normale, sans toucher aux amortisseurs).
Pour les aéronefs propulsifs, chaque constructeur indique une distance minimale à respecter entre l'hélice et la poutre de queue.
Le standard est d'environ 4 cm entre le bout de pale et la poutre de queue.
Sur un pendulaire, il faut mesurer la distance par rapport à la quille de l'aile.


A noter: vous voulez éviter de soulever des cailloux avec le souffle de votre hélice quand vous roulez ou quand vous faites un point fixe? Ne restez pas au régime de rotation minimum. C'est là où se crée un vortex qui fait monter les cailloux vers l'hélice. En tournant légèrement plus vite (200 tr/min), le flux d'air va vers l'arrière de la pale et vous éviterez que la plupart des cailloux ne frappe le bord d'attaque des pales.


✗ Optimisation du diamètre hélice

Pour obtenir la meilleure hélice possible, il faut que le nombre de pales et la largeur des pales (la corde) soient idéalement adaptés au diamètre considéré.
Quand on augmente le diamètre d'une hélice, il faut en général réduire le nombre de pales ou réduire la corde.
C'est pourquoi, pour chaque aéronef, son moteur et son réducteur, l'hélice doit avoir un profil, une corde et un diamètre spécifiques.
E-Props a développé de nombreux modèles de pales qui permettent cette adaptation idéale.



C'est la garde au sol (ou à la poutre de queue) et le régime maximal de rotation en bout de pale qui vont définir le diamètre idéal de l'hélice pour les aéronefs légers équipés de moteurs réductés.

Une question? Contactez-nous: helices@e-props.fr