E-Props : blindage de bord d'attaque en Titane ou Résine Nanostrength
Le bord d'attaque des pales d'hélices a besoin d'une protection renforcée, contre les impacts de cailloux ou d'autres projectiles, et parfois contre l'érosion éventuellement générée par la pluie et le sable.
E-PROPS propose deux solutions pour renforcer ses pales carbone : un blindage en Titane et un renfort en additif choc Nanostrength.
pale E-Props avec blindage Titane
1- BLINDAGE en TITANE (GAMME V20)
2- BLINDAGE avec ADDITIF-CHOC NANOSTRENGTH (GAMME V12) - plus en production
3- PROTECTION COMPLEMENTAIRE : RUBAN POLYURETHANE
Depuis octobre 2019, les hélices E-Props de la gamme V20 ont un bord d'attaque blindé en Titane de 5/10e d'épaisseur et de longueur 40 cm (sur hélices de diamètres > 170 cm).
E-Props utilise un procédé de formage superplastique du Titane, comme pour les bords d'attaque de l'avion Rafale.
Le TITANE est le matériau idéal pour le blindage des pales grâce à ses caractéristiques mécaniques :
- résistance spécifique du Titane surclassant l’Aluminium et l’Acier
- coefficients de dilatation et d'élasticité du Titane proches du composite carbone – époxy (matériau des pales E-PROPS)
- exceptionnelle résistance du Titane à la corrosion (en particulier en atmosphère marine)
- le Titane est deux fois plus léger que l'Acier ou l'Inconel
Le Titane utilisé par E-Props est forgé à haute température dans des matrices spéciales. Tout est fabriqué dans les ateliers E-Props à Sisteron.
A noter :
- si le blindage TITANE est abîmé, E-Props peut le changer, sans devoir changer toute la pale.
- les pales avec bord d'attaque en Titane (gamme V20) sont fabriquées spécifiquement : le moule intégre un emplacement (respectant les profils des pales) où E-Props vient coller le blindage Titane. Les pales de la gamme V12 ne prévoient pas cet emplacement et ne peuvent donc pas recevoir de blindage Titane.
Le modèle tripale Durandal V20, 100% Carbone blindé Titane, en diamètre 175 cm, pèse seulement 2 kg (moyeu + pales + visserie).
pale E-Props avec blindage Titane
Toutes les hélices E-Props en carbone qui ne sont pas blindées Titane possèdent un blindage de bord d'attaque avec additif choc en Nanostrength® (produit ARKEMA) [1] dans la résine époxy.
Chez E-PROPS, le blindage avec additif choc Nanostrength® est injecté tout le long du bord d'attaque pendant la fabrication des pales grâce au procédé RTM (Resin Transfer Molding).
Il est ainsi complètement intégré à la pale, sans risques de décollement, d'incompatibilité de matériaux ou de corrosion galvanique, et avec un parfait respect de profil.
Ce blindage avec additif choc est plus résistant aux chocs qu'un blindage Acier ou Inconel de 5/10e (voir ESSAIS COMPARATIFS ci-dessous). Il est beaucoup plus facile à réparer le cas échéant.
Le blindage Nanostrength® est très efficace pour résister aux chocs de cailloux. Il a été développé à l'origine pour des appareils à moteurs Rotax 914 équipés d'E-PROPS depuis 2008, ainsi que pour des hélices qui équipent des avions et des ULM en Afrique, sur des pistes non préparées en latérite.
Beaucoup de clients E-PROPS préfèrent ce type de blindage interne de bord d'attaque à un blindage Acier ou Inconel (nous ne parlons pas ici du Titane), pour plusieurs raisons :
- intégration dans la pale : aucun risque de se détacher ou de se décoller
- pas d'Acier ou d'Inconel = pas de risque de corrosion galvanique
- le renfort se trouve tout le long du bord d'attaque
- pas de masse supplémentaire en bout de pale : Moment d'Inertie de la pale plus faible
- possibilité de réparer facilement le bord d'attaque, même après un gros impact (quand un blindage métallique devrait être changé, voire toute la pale) : chaque pilote peut réaliser la réparation lui-même, avec un kit de réparation E-PROPS (en vente dans cette boutique)
A noter : les pales de la gamme V12 possèdent un bord d'attaque en résine Nanostrength. Elles n'ont pas d'emplacement réservé pour y mettre un bord d'attaque en Titane.
En 1901, l'ingénieur français Georges Charpy proposa le "mouton pendule", système encore utilisé actuellement. L'essai grâce au mouton de Charpy a pour but de déterminer la résistance aux chocs des matériaux. Il permet de mesurer leur résilience, c'est-à-dire la résistance d'un matériau aux chocs (le « fait de rebondir », du latin resilientia, de resiliens).
L'équipe d'E-PROPS a mis au point un moyeu d'essais "mouton de Charpy" :
Plusieurs séries d'essais ont été réalisées pour comparer un blindage Nanostrength® et un blindage Inconel de 5/10e d'épaisseur.
marques d'impacts après les essais
résultats d'essais chocs sur blindages
taille du caillou ayant provoqué l'impact maximum (1,12 gr)
vitesse lors de l'impact : 155 m/sec
Profondeur de l'impact maximum :
- blindage Iconel 5/10e = 2,1 mm
- blindage résine Nanostrength® = 0,9 mm
A l'issue de ces essais (et de nombreux autres réalisés par le bureau d'études E-Props), il apparaît que :
1/ Le bord d’attaque en résine avec additif choc Nanostrength® présente des dégâts beaucoup moins importants que le bord d'attaque en Inconel 5/10e.
2/ Cette protection est intégrée tout le long du bord d'attaque, car les impacts ne se produisent pas qu'aux saumons.
3/ Le blindage interne en résine avec additif choc n'induit ni décollement, ni d'incompatibilité de matériaux, ni de couple électrolytique.
4/ Les éventuels petits impacts sont très faciles à réparer : un kit de réparation résine époxy est disponible sur cette boutique.
Dans des cas très spécifiques d'utilisation des hélices, par exemple :
- hydravions et hydro-ULM
- vols de très longues durées sous fortes pluies (type mousson) à hauts régime de rotation moteur
- en paramoteur : en "barefoot", soit vols au ras de l'eau et de la plage (merci de noter que E-PROPS ne recommande pas ce type de vols extrêmes)
il peut être intéressant de poser une protection supplémentaire sur le bord d'attaque des pales, lorsque celles-ci ne sont pas blindées en Titane.
dans ces cas, protéger le bord d'attaque des pales est utile !
Pour ce type de vols, E-PROPS recommande de poser un ruban de protection en polyuréthane.
Fabriqué à partir d'élastomère très hautes performances, ce matériau résiste particulièrement bien à l'érosion, à l'abrasion, aux perforations, aux dommages par impacts mineurs et aux déchirures.
Sa formule résiste également aux ultraviolets. Son épaisseur est de 0,36 mm.
Le modèle de ruban de protection polyuréthane choisi par E-PROPS est utilisé sur les pales d'hélicoptères certifiés.
Ce ruban de protection n'impacte pas les performances aérodynamiques des pales. L'équipe E-PROPS a fait de nombreux essais qui montrent tous que l'écart de performances entre une pale équipée de ce ruban de protection et une pale non équipée n'est pas mesurable.
Depuis le 1er Janvier 2019, E-PROPS équipe de série toutes les pales des hélices pour ULM / Avions (celles qui ne sont pas blindées Titane) avec ce ruban de protection polyuréthane. Cette option est offerte.
Ce ruban de protection est transparent, et adhésif d'un seul côté. Il peut être peint ou appliqué sur les surfaces peintes.
Sa relative rigidité le rend très facile à poser; il est aussi simple à changer.
Ce matériau est disponible sur cette boutique, en kits de différentes longueurs et largeurs.
----------
[1] Les Nanostrength® sont des additifs qui renforcent la résine époxy. Ils sont mis au point et produits par ARKEMA et se caractérisent par :
- une résistance mécanique accrue sans perte des propriétés essentielles de la matrice
- une nanostructuration hautement reproductible
- la maîtrise de la rhéologie des matériaux
- la compatibilité et la dispersion des charges
Les Nanostrength®, additifs nanostructurés à haute capacité d'absorption d'énergie cinétique, trouvent des applications dans de nombreux marchés : les matériaux de pointe pour le secteur aérospatial, le sport, l’industrie automobile...
E-PROPS propose deux solutions pour renforcer ses pales carbone : un blindage en Titane et un renfort en additif choc Nanostrength.
pale E-Props avec blindage Titane
1- BLINDAGE en TITANE (GAMME V20)
2- BLINDAGE avec ADDITIF-CHOC NANOSTRENGTH (GAMME V12) - plus en production
3- PROTECTION COMPLEMENTAIRE : RUBAN POLYURETHANE
1- BLINDAGE en TITANE (GAMME V20)
Depuis octobre 2019, les hélices E-Props de la gamme V20 ont un bord d'attaque blindé en Titane de 5/10e d'épaisseur et de longueur 40 cm (sur hélices de diamètres > 170 cm).
E-Props utilise un procédé de formage superplastique du Titane, comme pour les bords d'attaque de l'avion Rafale.
Le TITANE est le matériau idéal pour le blindage des pales grâce à ses caractéristiques mécaniques :
- résistance spécifique du Titane surclassant l’Aluminium et l’Acier
- coefficients de dilatation et d'élasticité du Titane proches du composite carbone – époxy (matériau des pales E-PROPS)
- exceptionnelle résistance du Titane à la corrosion (en particulier en atmosphère marine)
- le Titane est deux fois plus léger que l'Acier ou l'Inconel
Le Titane utilisé par E-Props est forgé à haute température dans des matrices spéciales. Tout est fabriqué dans les ateliers E-Props à Sisteron.
A noter :
- si le blindage TITANE est abîmé, E-Props peut le changer, sans devoir changer toute la pale.
- les pales avec bord d'attaque en Titane (gamme V20) sont fabriquées spécifiquement : le moule intégre un emplacement (respectant les profils des pales) où E-Props vient coller le blindage Titane. Les pales de la gamme V12 ne prévoient pas cet emplacement et ne peuvent donc pas recevoir de blindage Titane.
Le modèle tripale Durandal V20, 100% Carbone blindé Titane, en diamètre 175 cm, pèse seulement 2 kg (moyeu + pales + visserie).
pale E-Props avec blindage Titane
2- BLINDAGE avec ADDITIF-CHOC NANOSTRENGTH (GAMME V12) - plus en production
Toutes les hélices E-Props en carbone qui ne sont pas blindées Titane possèdent un blindage de bord d'attaque avec additif choc en Nanostrength® (produit ARKEMA) [1] dans la résine époxy.
Chez E-PROPS, le blindage avec additif choc Nanostrength® est injecté tout le long du bord d'attaque pendant la fabrication des pales grâce au procédé RTM (Resin Transfer Molding).
Il est ainsi complètement intégré à la pale, sans risques de décollement, d'incompatibilité de matériaux ou de corrosion galvanique, et avec un parfait respect de profil.
Ce blindage avec additif choc est plus résistant aux chocs qu'un blindage Acier ou Inconel de 5/10e (voir ESSAIS COMPARATIFS ci-dessous). Il est beaucoup plus facile à réparer le cas échéant.
Le blindage Nanostrength® est très efficace pour résister aux chocs de cailloux. Il a été développé à l'origine pour des appareils à moteurs Rotax 914 équipés d'E-PROPS depuis 2008, ainsi que pour des hélices qui équipent des avions et des ULM en Afrique, sur des pistes non préparées en latérite.
Beaucoup de clients E-PROPS préfèrent ce type de blindage interne de bord d'attaque à un blindage Acier ou Inconel (nous ne parlons pas ici du Titane), pour plusieurs raisons :
- intégration dans la pale : aucun risque de se détacher ou de se décoller
- pas d'Acier ou d'Inconel = pas de risque de corrosion galvanique
- le renfort se trouve tout le long du bord d'attaque
- pas de masse supplémentaire en bout de pale : Moment d'Inertie de la pale plus faible
- possibilité de réparer facilement le bord d'attaque, même après un gros impact (quand un blindage métallique devrait être changé, voire toute la pale) : chaque pilote peut réaliser la réparation lui-même, avec un kit de réparation E-PROPS (en vente dans cette boutique)
A noter : les pales de la gamme V12 possèdent un bord d'attaque en résine Nanostrength. Elles n'ont pas d'emplacement réservé pour y mettre un bord d'attaque en Titane.
ESSAIS COMPARATIFS
Des essais comparatifs entre un blindage Nanostrength® et un blindage Inconel 5/10e ont été réalisés à l'aide d'un système appelé "mouton de Charpy".
En 1901, l'ingénieur français Georges Charpy proposa le "mouton pendule", système encore utilisé actuellement. L'essai grâce au mouton de Charpy a pour but de déterminer la résistance aux chocs des matériaux. Il permet de mesurer leur résilience, c'est-à-dire la résistance d'un matériau aux chocs (le « fait de rebondir », du latin resilientia, de resiliens).
L'équipe d'E-PROPS a mis au point un moyeu d'essais "mouton de Charpy" :
Plusieurs séries d'essais ont été réalisées pour comparer un blindage Nanostrength® et un blindage Inconel de 5/10e d'épaisseur.
marques d'impacts après les essais
résultats d'essais chocs sur blindages
taille du caillou ayant provoqué l'impact maximum (1,12 gr)
vitesse lors de l'impact : 155 m/sec
Profondeur de l'impact maximum :
- blindage Iconel 5/10e = 2,1 mm
- blindage résine Nanostrength® = 0,9 mm
A l'issue de ces essais (et de nombreux autres réalisés par le bureau d'études E-Props), il apparaît que :
1/ Le bord d’attaque en résine avec additif choc Nanostrength® présente des dégâts beaucoup moins importants que le bord d'attaque en Inconel 5/10e.
2/ Cette protection est intégrée tout le long du bord d'attaque, car les impacts ne se produisent pas qu'aux saumons.
3/ Le blindage interne en résine avec additif choc n'induit ni décollement, ni d'incompatibilité de matériaux, ni de couple électrolytique.
4/ Les éventuels petits impacts sont très faciles à réparer : un kit de réparation résine époxy est disponible sur cette boutique.
3- PROTECTION COMPLEMENTAIRE : RUBAN POLYURETHANE
Dans des cas très spécifiques d'utilisation des hélices, par exemple :
- hydravions et hydro-ULM
- vols de très longues durées sous fortes pluies (type mousson) à hauts régime de rotation moteur
- en paramoteur : en "barefoot", soit vols au ras de l'eau et de la plage (merci de noter que E-PROPS ne recommande pas ce type de vols extrêmes)
il peut être intéressant de poser une protection supplémentaire sur le bord d'attaque des pales, lorsque celles-ci ne sont pas blindées en Titane.
dans ces cas, protéger le bord d'attaque des pales est utile !
Pour ce type de vols, E-PROPS recommande de poser un ruban de protection en polyuréthane.
Fabriqué à partir d'élastomère très hautes performances, ce matériau résiste particulièrement bien à l'érosion, à l'abrasion, aux perforations, aux dommages par impacts mineurs et aux déchirures.
Sa formule résiste également aux ultraviolets. Son épaisseur est de 0,36 mm.
Le modèle de ruban de protection polyuréthane choisi par E-PROPS est utilisé sur les pales d'hélicoptères certifiés.
Ce ruban de protection n'impacte pas les performances aérodynamiques des pales. L'équipe E-PROPS a fait de nombreux essais qui montrent tous que l'écart de performances entre une pale équipée de ce ruban de protection et une pale non équipée n'est pas mesurable.
Depuis le 1er Janvier 2019, E-PROPS équipe de série toutes les pales des hélices pour ULM / Avions (celles qui ne sont pas blindées Titane) avec ce ruban de protection polyuréthane. Cette option est offerte.
Ce ruban de protection est transparent, et adhésif d'un seul côté. Il peut être peint ou appliqué sur les surfaces peintes.
Sa relative rigidité le rend très facile à poser; il est aussi simple à changer.
Ce matériau est disponible sur cette boutique, en kits de différentes longueurs et largeurs.
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[1] Les Nanostrength® sont des additifs qui renforcent la résine époxy. Ils sont mis au point et produits par ARKEMA et se caractérisent par :
- une résistance mécanique accrue sans perte des propriétés essentielles de la matrice
- une nanostructuration hautement reproductible
- la maîtrise de la rhéologie des matériaux
- la compatibilité et la dispersion des charges
Les Nanostrength®, additifs nanostructurés à haute capacité d'absorption d'énergie cinétique, trouvent des applications dans de nombreux marchés : les matériaux de pointe pour le secteur aérospatial, le sport, l’industrie automobile...
