E-PROPS : des hélices à rendement exceptionnel

design spécifique = le meilleur rendement

Une hélice doit :
- être parfaitement adaptée au moteur, à son moment d'inertie et au régime de rotation
- offrir la plus forte poussée
- être ultra-légère pour avoir la meilleure réactivité et pour garantir la longévité du moteur et de son réducteur
- être la plus silencieuse possible

Les hélices E-PROPS ne ressemblent pas aux autres hélices : elles ont des profils très particuliers, des designs brevetés spécifiques (par exemple SCIMITAR), et des positionnements de pales particuliers afin de réduire la traînée des pales, et donc d'obtenir la meilleure poussée possible.

L'équipe E-PROPS a développé differents modèles (2-, 3-, 4-, 5-, 6-pales), en 9 différents diamètres.

1- Rendement Hélices
2- Nombre de pales
3- Diamètres Hélices
4- Hélice bipale / tripale

1- Rendement Hélices

La puissance du moteur ainsi que le diamètre et le nombre de pales de l'hélice fixent le rendement propulsif, c'est-à-dire la limite supérieure absolue du rendement possible de l’hélice. Ensuite, c'est au concepteur de l'hélice de se rapprocher de ce rendement.
L'équipe du bureau d'études E-PROPS compte 17 ingénieurs aéronautiques, dirigés par Jérémie Buiatti, qui conçoit des hélices depuis 2006. C'est lui qui a mis au point le logiciel interne LUKY.
Ce logiciel complexe analyse en détail les écoulements aérodynamiques et le comportement mécanique de l'hélice.
Voir plus de détails ici : Logiciel LUKY

L'équipe E-PROPS réalise des calculs très poussés et des analyses détaillées pour définir le dimensionnement aérodynamique et le comportement mécanique de la pale sous charge, ainsi que les performances précises aux différents points de fonctionnement.
Des centaines de modèles d'hélices ont été imaginés, testés et réalisés, et seuls les meilleurs et les plus performants sont retenus pour être proposés sur le marché.

Quand on parle de rendement, on parle évidemment de poussée ou de traction, et également de consommation de carburant.
Une hélice qui a un meilleur rendement va permettre au moteur de consommer moins de carburant.

Les E-PROPS ont toutes une corde fine (la corde = la largeur de la pale). Une corde fine génère moins de traînée qu'une corde large, ce qui induit un meilleur rendement de l'hélice, une meilleure poussée et une consommation moindre.

En moyenne, l'utilisation d'une hélice E-PROPS permet, selon les géométries de pales, d'économiser entre 6 et 9% de carburant au même régime de rotation moteur.

Un meilleur rendement, c'est aussi un niveau sonore moins élevé.

2- Nombre de pales

Avec les profils et les designs spécifiques E-PROPS, à diamètre égal, plus il y a de pales, meilleur est le rendement.
Une hélice tripale aura un meilleur rendement, donc offrira plus de poussée qu'une bipale.

Exemple :
Poussées mesurées avec des hélices pour moteur Rotax 912S red 2,43, toutes en diamètres 170 cm =>
- 2-pales : 239 kg
- 3-pales : 254 kg
- 4-pales : 262 kg
- 6-pales : 272 kg

=> A noter :
Ceci n'est vrai que si la forme de la pale est exactement adaptée à la configuration : une pale de bipale qui serait simplement montée sur un moyeu tripale ou quadripale ne permettrait pas d'avoir les performances idéales en tri ou quadripale. La pale universelle qui va pour toutes les configurations n'existe pas, hélas. A chaque hélice une géométrie de pale différente, ou alors le rendement ne sera pas optimal.

3- Diamètres Hélices

L'augmentation du diamètre est favorable au rendement, par l’amélioration du rendement propulsif.
On obtient plus de poussée avec une hélice de 180 cm de diamètre qu'avec une hélice de 155 cm de diamètre.
A nombre de pales égal, l'écart de poussée va dépendre des diamètres considérés ainsi que du moteur et de son réducteur.

Exemples :
Poussées mesurées avec des hélices pour moteur Rotax 912S red 2,43, toutes tripales =>
- diamètre 155 cm : 235 kg
- diamètre 180 cm : 264 kg

=> A noter :
Tous les ensembles "moteur - réducteur" ne peuvent pas être équipés d'hélices de grand diamètre.
Un élément est à vérifier : la vitesse périphérique (en bout de pales) ne doit pas dépasser 0,65 Mach (800 km/h), sinon le bruit serait trop élévé.

4- Hélices bipale / tripale

On entend parfois le sillage de la 3ème pale d'une hélice tripale croise le sillage des deux autres pales et que cela diminue le rendement.
C'est faux. Les pales ne passent jamais dans le sillage les unes des autres. C'est physiquement impossible, car le sillage des pales est emmené par le souffle de l'hélice.

Démonstration en image :

Les trainées de condensation générées par l'hélice de ce Corsair matérialisent les sillages.
On voit bien que les sillages sont poussés à l'arrière par le souffle de l'hélice.

Il existe un seul cas où le sillage des pales se croise : c'est lorsque l'on inverse le pas des pales sur les hélices à pas variable. On appelle cela "reverse" ou "inversion de poussée". C'est un dispositif permettant d'orienter vers l'avant la poussée exercée par un moteur dans le but de ralentir l'avion et de réduire les distances de freinage lors de l'atterrissage. Pendant la reverse, le bruit des pales passant dans leur propre sillage est très caractéristique.