Anatomie d'un chasseur au 1/12ème (6ème partie)

Quelques indicateurs:

Les choix de motorisation se font en général selon toutes sortes d'indicateurs, dans le but de répondre aux questions de la puissance nécessaire selon le poids de l'avion, ce que l'on veut en faire, etc.

Le rapport puissance/poids de l'avion:

On compare la puissance par rapport au poids de l'avion. Il s'agit de la puissance consommée par le moteur en condition statique. Pour le Yak-3, ça donne 180 W pour 480 g, soit un rapport de 375 W/kg.

Cet indicateur est sujet aux effets d'échelle, on le compare quand même parfois au modèle grandeur. Dans le cas du Yak-3 de série, ça fait 1300 ch soit 970000 watts pour 2,7 tonnes, donc 360 W/kg environ, ça à l'air bon, mais on ne sait pas pourquoi!

Manque de bol, les 1300 ch, c'est la puissance à l'axe, ce qui correspond plus à la puissance "de sortie" comme on dit, soit 120 W dans le cas du Yak au 1/12e (on tombe alors à 250 W/kg). De plus, le Yak grandeur à une hélice à vitesse constante, ce qui signifie qu'il garde sa puissance de 1300 ch en vol (altitude constante), contrairement au petit Yak qui perd de la puissance avec la vitesse. En vol stable à 100 km/h, l'hélice du petit Yak ne pompe plus que 100 W. Le rapport tombe à moins de 210 W/kg, auquel on pourrait encore enlever l'efficacité bien moindre de l'hélice de 7 pouces par rapport à la tripale russe de 3 m de diamètre (60% max contre +80%)...

La correlation initiale n'est qu'un hasard, mais un hasard qui en général tombe bien!

Pour le Yak, le cahier des charges était le suivant: le plus léger possible, vitesse de +/- 100 km/h, rapport poussée/poids proche de 1.

Tetacalc valide le choix de la 7x6, quoique la 7x7 est peut-être aussi une bonne option:

Le rapport poussée/poids de l'avion:

Un autre rapport, qui concerne plutôt la poussée en statique. Un rapport supérieur à 1 suppose une capacité à voler dans le plan vertical sans limitation, il ne présage cependant pas d'un meilleur taux de montée!

Le Yak grimpe bien mieux à 45° avec la 7x6 qu'à la verticale avec la 8x4. 

De plus, la 8x4 ne donnera une meilleure accélération uniquement dans les vitesses de vol proche de la vitesse de décrochage, domaine de vol a priori rarement visité dans le cadre d'une acro sportive type combat à la banderolle, mais ça reste à prouver!

Le rapport vitesse de pas/vitesse de décrochage:

On préconise en général un rapport Vp/Vo de 2,5 à 3 pour une utilisation sportive.

La vitesse de pas correspond au pas de l'hélice multiplié par la vitesse de rotation en statique (plein gaz).

La vitesse de pas (pitch speed) calculée pour le Yak avec la 7x6 est égale à la vitesse max estimée, mais encore une fois c'est un coup de chance! ça n'est pas toujours le cas. Le Vp/Vo est de l'ordre des 3,35, donc caractérise un avion rapide, c'est effectivement le cas.

Une approche plus précise consiste à voir si l'hélice tombe bien dans son régime optimal dans les conditions de vol habituelles.

Le graphe est un peu naze, mais il montre clairement que le rapport d'avancement, au cours d'un vol "sportif" se situe entre 0,6 et 0,8, il ne descend pas en dessous de 0,3 (lors d'une montée quasi verticale).

Sur le graphe ci-dessus, issu de Tetacalc, on voit les cas de figure selon l'hélice. 

Le domaine de vol habituel, sous un rapport d'avancement de 0,6 à 0,8, correspond bien à une 7x6 ou 7x7, qui donnent la meilleure efficience (en fait, ce domaine est inaccessible à la 8x4 !) et beaucoup plus de poussée. La 8x4 prend de l'intéret dans le seul domaine d'une montée à la verticale, avec pour seul avantage une conso inférieure...