Toujours par curiosité pour les hélices tripales ou plus, je me suis offert quelques hélices de la marque GWS, dans l'espoir de tomber sur des hélices bipales et
tripales ayant des pales identiques en forme et calage.
J'ai donc reçu des "échantillons" de GWS 8x4 et 9x5 Direct Drive (DD) en bi et tripale.
GWS 8x4DD:
Les GWS DD sont très fines et légères, l'épaisseur relative doit être inférieur à 10 %. Le profil est légèrement cambré, le bord d'attaque n'est pas arrondi, ce qui
est plutôt étrange et inhabituel. Les pales sont souples, elles semblent même fragiles. Une des 9x5x3 avait d'ailleurs une pale tordue, pointant visiblement plus vers l'avant que les 2 autres
(celle-là je l'ai pas fait tourner!).
Je n'ai aucune idée de la vitesse de rotation maxi recommandée, les seules info que l'on trouve parle de la formule "widely accepted" de 100000/diamètre, soit
100000/8 = 12500 tr/min pour la 8x4 et 100000/9 = 11111 tr/min pour la 9x5 (les hélices APC sont recommandées à moins de 145000/diamètre tours/min). La formule semble raisonnable...
J'ai donc passé chacune des 4 hélices dans la soufflerie, pour des tests à basse vitesse.
La procédure est la même que d'habitude. Les valeurs en statiques sont faites avec la porte de la soufflerie ouverte, histoire d'interdire la circulation de l'air
dans la veine. La vitesse de l'air la plus basse est obtenue par la seule rotation de l'hélice testée, il est probable que cette solution amène à sous estimer la vitesse réelle au niveau de
l'hélice compte tenu de la position de l'anémomètre. Ensuite le moteur de la soufflerie est mis en route et la vitesse progressivement augmentée tout au long du test. La vitesse de rotation de
l'hélice testée augmente également dû à la diminution de la charge sur le moteur électrique.
La vitesse de l'air est mesurée par l'anémomètre de poche, calibré. L'avantage est que ce genre
d'anémomètre n'est pas influencé par la densité de l'air.
La vitesse de rotation de l'hélice est data loggée par l'Eagle Tree V4 (mesure de la fréquence des impulsions de la FCEM aux bornes du moteur).
La poussée est mesurée par une balance calibrée (application d'une force connue et comparaison avec la valeur indiquée par la balance). La traînée du support du
moteur est prise en compte.
La puissance à l'axe est déduite des données "électriques" du moteur (tension & courant, courant à vide) et de sa vitesse de rotation, data loggées. La méthode
se base sur l'approche Drive Calcienne, bien éprouvée (voir les discussions du
groupe yahoo dédié entre autre au logiciel de Christian Persson et Helmut Schenk, et aussi les diverses expériences perso trouvables sur ce blog).
Est-ce que ce bricolage peut être précis ?
Les données récoltées sont importées dans un tableur qui génère alors les coefficients de poussée et de puissance de l'hélice.
La vitesse de l'hélice augmente au fur et à mesure que la vitesse de l'air augmente, ce n'est pas l'idéal mais je n'ai pour l'instant pas d'autre solution
valable.
Les vitesses moyennes pour chaque test sont:
GWS 8x4x2: 6802 tr/min
GWS 8x4x3: 6909 tr/min
GWS 9x5x2: 6544 tr/min
GWS 9x5x3: 6559 tr/min
GWS 8x4DD:
Coefficient de poussée - hélice GWS 8x4DD 2-blade:
Coefficient de puissance - hélice GWS 8x4DD 2-blade:
Efficience - hélice GWS 8x4DD 2-blade:
Coefficient de poussée - hélice GWS 8x4DD 3-blade:
Coefficient de puissance - hélice GWS 8x4DD 3-blade:
Efficience - hélice GWS 8x4DD 3-blade:
Les données semblent indiquer que les hélices 8x4 bipales et tripales ont bel et bien le même pas, donc à priori le même calage, permettant une comparaison directe.
Cette dernière retrouve la tendance déjà entrevue, le nombre de pales influence directement l'efficience de l'hélice, bien plus que pour les hélices "grandeurs". La poussée est notamment bien
plus impactée que la puissance.
Coefficients de poussée et de puissance, par pale, pour les GWS 8x4DD:
(Notons, que le pas n'est pas exactement exactement le même.)
Un autre sujet digne d'intérêt est la comparaison entre les hélices GWS DD et les hélices APC thin electric. En ce qui concerne les hélices 8x4 (8 pouces de
diamètre et 4 pouces de pas), la première chose qui saute aux yeux est la grosse différence de pas, l'APC ayant un calage sensiblement plus important. D'autre part, la GWS bipale, comparée à son
"équivalent" APC, semble plutôt bien tenir la route, l'efficience max étant certes plus faible mais pas étonnante compte tenu de la différence de pas.
Coefficient de poussée (rouge = GWS 8x4x2DD, bleu = GWS 8x4x3DD, vert = APC 8x4x2E):
Coefficient de puissance (rouge = GWS 8x4x2DD, bleu = GWS 8x4x3DD, vert = APC 8x4x2E):
Efficience (rouge = GWS 8x4x2DD, bleu = GWS 8x4x3DD, vert = APC 8x4x2E):
GWS 9x5DD:
La 9x5 est plus décevante puisque le pas de la bipale et de la tripale sont visiblement différent, on retrouve quand même la tendance à une moindre efficience de la
tripale.
Coefficient de poussée - hélice GWS 9x5DD 2-blade:
Coefficient de puissance - hélice GWS 9x5DD 2-blade:
Efficience - hélice GWS 9x5DD 2-blade:
Coefficient de poussée - hélice GWS 9x5DD 3-blade:
Coefficient de puissance - hélice GWS 9x5DD 3-blade:
Efficience - hélice GWS 9x5DD 3-blade:
Coefficient de poussée (bleu = GWS 9x5x2DD, vert = GWS
9x5x3DD ):
Coefficient de puissance (bleu = GWS 9x5x2DD, vert = GWS
9x5x3DD ):
Efficience (bleu = GWS 9x5x2DD, vert = GWS
9x5x3DD ):
La GWS 9x5DD bipale faisant partie de la base de donnée de l'UIUC, on peut faire une comparaison
des résultats obtenus :
Coefficient de poussée (bleu = aerotrash, rouge = UIUC):
Coefficient de puissance (bleu = aerotrash, rouge = UIUC):
Efficience (bleu = aerotrash, rouge = UIUC):
