Modification d'hélice - encoches de bord d'attaque

Depuis quelques temps je mourrai d'impatience à l'idée de tester une modification prometteuse, trouvée dans un papier de l'Université de Wichita.

Il s'agit de la thèse de Joshua T. Nelson, intitulée Practical modifications for low reynolds number propeller applications, qui présente quelques modifications apportées à une hélice de modélisme, en l'occurence une Master Airscrew 14x6 K series. Une de ces modifications consiste à pratiquer une petite encoche dans le bord d'attaque des pales, à 75% du rayon. L'idée première est de retarder la séparation du flux et d'augmenter l'angle de décrochage, donc à priori une amélioration de la portance maximum (voir le papier).

For some time I die of impatience with the idea to test a promising modification, found in a paper from the University of Wichita.

It is the thesis of Joshua T. Nelson, entitled Practical modifications for low Reynolds number propeller applications, which presents some modifications of a RC propeller, in this case a Master Airscrew 14x6 K series. One of these modifications is to make a small notch in the leading edge of the blades at 75% of the radius. The idea is to delay flow separation and increase the stall angle, so improving the maximum lift (see the paper).

D'après cette thèse, la modification entraîne une augmentation de la poussée, de la puissance requise et de l'efficience de l'hélice, les données publiées sont d'ailleurs assez éloquentes (voir les figures 64 et 65). L'efficience maxi est augmentée de près de 5 %. J'ai donc cherché à faire le même genre de modification sur une APC 9x6E, que j'utilise sur mon avion de FPV.

Alors, je préviens tout de suite, je n'ai constaté aucune amélioration, ni dégradation...

According to this thesis, the modification increases the thrust, power required and efficiency of the propeller, the published data are also quite eloquent (see Figures 64 and 65). The maximum efficiency is increased by nearly 5%. So I tried to do the same kind of modification on an APC 9x6E, which I use on my FPV plane.

So I warn immediately, I have seen no improvement or degradation ...

J'ai installer un nouveau moteur pour activer la soufflerie, bien plus puissant que l'ancien, et j'ai également modifié la balance pour la mesure de la poussée pour diminuer les influences néfastes.

I've installed a new motor to activate the wind tunnel, much more powerful than the old one, and I've also changed the scale to measure the thrust, in order to reduce harmful influences.

J'ai commencé par mesurer les coefficients d'une APC 9x6E non modifiée, puis j'ai pratiqué les petites encoches dans le bord d'attaque:

I started by measuring the coefficients of an unmodifiedAPC 9x6E , then I practiced small notches in the leading edge:

Ensuite, je me suis lancé dans la mesure de l'hélice modifiée...

Malheureusement, c'est à ce moment que le variateur du moteur de la soufflerie a décidé de prendre une retraite anticipée. J'ai donc dû le remplacer en urgence par un variateur d'aspirateur, qui malheureusement refusait de tourner au ralenti... fournissant une vitesse mini de 50 km/h... (pour un max de 70 km/h), et a fini par lui aussi refuser d'obéir...

Bon, j'ai quand même réussi une petite série de mesures.

Then I started a run with the modified propeller...

Unfortunately, this is when the drive of the wind tunnel's motor decided to take an early retirement. I had to replace it in emergency by a vacuum cleaner's drive, which unfortunately refused to idle ... providing a minimum speed of 50 km/h ... (for a maximum of 70 km/h), and after that also refuse to obey ...

Well, I still managed a small series of measurements.

Aucune différence réellement notable !

No real significant difference!

Coefficient de traction:

Thrust coefficient:

Coefficient de puissance:

Power coefficient:

Efficience:

Efficiency:

Sans mettre en doute la thèse de J.T. Nelson (mon matériel est plus proche du silex que du sien !) je suis quand même déçu. J'ai peut-être fait un truc de travers...

L'effet des encoches constaté à l'Université de Wichita n'est pas abordé en détail, c'est dommage, il ne semble pourtant pas vraiment s'expliquer par un décrochage plus tardif (sinon, pourquoi une augmentation globale de la poussée ?). 

Without having any doubt about J.T. Nelson's thesis  (my hardware is closer to a flint than to his !) I'm still disappointed. I may have done something wrong ...

The effect of notches found at the University of Wichita is not discussed in detail, it is unfortunate, it really does not seem to be explained by a delayed stall (otherwise why an overall increase of thrust? ).