Deux hélices "carrées": Graupner 7x7 super nylon et APC 7x7 sport.

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Hier et aujourd'hui, j'ai testé ces deux hélices en soufflerie, selon la "procédure standardisée"!! , si l'on peut dire, que j'ai mis au point dernièrement...

Chaque test dure entre 6 et 7 minutes environ, selon le schéma suivant:

- hélice en place, porte de la soufflerie ouverte, tension de l'alim pré-rêglée, émetteur sur ON,

- appareil photo prêt à immortaliser le thermomètre (température moteur "air gap"...), la balance, et la station météo (heure, température ambiante, pression et humidité relative),

- alim allumée --> 2 photos en rafale au signal du contrôleur (l'émission de ce signal est repérable sur les données de l'eLogger permettant de caler chronologiquement les photos et les données),

- balance allumée via servo, photo,

- premier run pour les conditions statiques, photo, photo, photo...,

- retour à zéro, photo (pour estimer la tare avant et après le run, si la différence est très forte y a un soucis),

- fermeture de la porte de la soufflerie et attaque du run "dynamique" plein gaz, soufflerie off pour l'instant, photo, photo, photo...

- soufflerie on, en augmentant la vitesse par étape, photo, photo, photo à chaque étape.

Au premier des 3 runs l'hélice tournait un peu trop vite et dépassait du coup les capacités de la soufflerie ( le grand pas impose une vitesse de rotation plus faible par rapport à la vitesse de l'air dans la veine).

Une fois le run terminé, les photos et les données du logger sont rapatriées dans l'ordi.

Les données sont ouvertes et copiées dans excel, les données saisies par photo sont rentrées à la main (soit 30 à 40 lignes avec l'heure, les conditions météo, qui sont généralement stables heureusement, la valeur affichée sur la balance et la température moteur).

Quelques formules excel qui digèrent tout ça (calage, moyennage, corrections diverses...) et on obtient les coefficients de performance de l'hélice sous deux formes: données brutes avec les points de mesure et données "travaillées", avec une courbe moyenne, exploitable dans ma feuille de calcul maison Tetacalc...

Sortir une hélice dure donc moins d'une demi-heure ! Evidemment l'exactitude de ces résultats est probablement toute relative, difficile de faire de la recherche scientifique avec mais... largement suffisante pour une utilisation modéliste de loisir tranquille pépère.

Sur les graphes ci-dessous J=V/nD représente en gros le rapport entre vitesse de vol et vitesse de rotation:

J = rapport d'avancement,

V = vitesse (m/s),

n = vitesse de rotation (tr/s),

D = diamètre hélice (m).

Toutes les hélices dans cet article ont un diamètre de 7 pouces, soit 0,1778 m. Pour utiliser des unités plus courantes en modélisme (tr/min, km/h, pouces...), il suffit d'appliquer la formule :

J = 656,17 * (km/h) / (rpm * pouces)

Exemple: en vol à 60 km/h et 12000 tr/min, avec une hélice de 7 pouces, le rapport d'avancement est:

J = 656,17 * 60 / (12000*7) = 0,47

Pour les coefficients, je ne peux que vous diriger vers ce site très bien fait et complet:

http://2jg51.org/hs/helices/prop_04.php

C'est un site de simmers... ça me rappelle des choses!

Je conseille fortement d'avoir bien digéré les passages sur tout ce qui est rapport d'avancement, coefficients de traction et de puissance, et efficience avant de se pencher sur les graphes qui suivent.

Les résultats:

Les légendes des graphes indiquent la date du test (aaaammjj), la marque, les dimensions et le type, la vitesse de rotation moyenne au cours du test et enfin, le moteur utilisé pour le test (un même moteur étant un gage de comparabilité plus que de précision).

Note: j'ai eu des difficultés à bien centrer la graupner, le niveau sonore était plus élevé que pour l'APC, d'où une efficacité peut être un peu réduite.

La comparaison est faite entre 4 différentes hélices dont les deux de 7x7, carrées donc, et les données déjà récoltées des APC thin electric de 7x4 et 7x6. Cette dernière étant celle qui équipe mon Yak actuellement, avec le même moteur que pour les tests. 

Coefficient de traction ou poussée:

      

Coefficient de puissance:

Efficience:

Extrapolations de la poussée et de la puissance:

Ci-dessous, des abaques permettant de trouver la poussée, la puissance nécessaire et l'efficience de l'hélice selon la vitesse de vol et les tr/min:

NOTE IMPORTANTE:

  Ces courbes sont extrapolées d'après un unique test, à la vitesse de rotation indiquée lors du test source (ex: Test source: Graupner 7x7SN - 6473 rpm). Dans le cas des tests fait "à la maison", la vitesse de rotation n'est pas constante lors des tests, c'est la tension qui est maintenue constante, la vitesse de rotation augmente donc quand l'hélice se "décharge", d'une manière similaire à ce qui est constaté en vol.

Les hélices sont relativement sensibles aux variations de leur vitesse de rotation, voir le site de l'UIUC. Les courbes suivantes n'en tiennent pas compte !

La courbe rouge "Réf." représente les conditions du test.

La courbe rouge pointillée "Calc." représente un cas pratique, ici:

- Moteur EMP N2826-1350, Kv 1350 - 51g,

- Tension: 11,1V,

calculé par le logiciel maison.

Ces deux courbes montrent donc une augmentation des tr/min avec la vitesse.

Les valeurs sont données pour l'atmosphère standard, altitude 0m.

Graupner 7x7 Super Nylon:

APC 7x7 Sport:

APC 7x6E:

APC 7x4E: