Les hélices dans PredimRC

Houla ! ça fait un bail que je n'ai pas alimenté ce blog ! m'enfin, voici une bonne occasion de m'y remettre.

Franck Aguerre m'a fait l'honneur de me demander un peu d'aide pour la modélisation des hélices dans son excellent logiciel PredimRC.

Heureusement, j'avais déjà la possibilité de travailler avec une bonne base de données issues de tests d'hélices en soufflerie, notamment celles de l'UIUC, et une petite idée de la façon dont on peut générer les coefficients nécessaires, partant simplement du diamètre et du pas de l'hélice.

J'avoue déjà que c'est plus simple pour ce qui concerne la traction que pour la puissance consommée (ou le couple)... 

Bref... un des gros avantage de PredimRC, à mon sens et pour ce qui concerne la motorisation, c'est que le nombre d'entrées est assez réduit. Nombre d'éléments de la batterie, courant souhaité, diamètre et pas de l'hélice, c'est à peu près les seuls choses nécessaires à la simulation !

D'un autre côté, les hélices de modèles réduits, c'est le bordel... les paramètres sont très nombreux. Il faut donc trouver le bon compromis qui permet de coller au mieux à la réalité à partir des deux éléments de base, le pas et le diamètre.

Le premier compromis a été de se baser sur les hélices APC électriques, qui sont bien représentatives des motorisations électriques, populaires, et surtout bien dimensionnées, le pas est correct notamment.

Nous avons alors cherché le meilleur moyen de générer les fameux coefficients Ct (traction) et Cp (puissance), par rapport à J (rapport d'avancement) et au ratio P/D (pas/diamètre). Sans entrer trop dans le détail, disons simplement que c'est une histoire d'angles.

Le rapport d'avancement J est l'expression de l'angle entre le plan de rotation des pales et l'air arrivant sur les pales. Le ratio P/D est l'expression du calage des pales, donc de l'angle entre le plan de rotation et la corde des pales. Vous suivez ? donc en quelque sorte, J - P/D est l'expression de l'angle d'attaque, l'angle entre la corde des pales et l'air arrivant sur les pales. C'est un point de départ permettant de générer les coefficients de n'importe quel type d'hélice avec un minimum d'ajustements.

D'accord, ça peut paraître un peu obscure pour ceux qui ne sont pas familiers avec les polaires d'hélice. En gros, ci-dessous sur le graphe, le Ct est l'expression de la traction, J est l'expression de la vitesse de vol et Jmax est l'expression de ce qu'on appelle communément la vitesse de pas. On voit les similitudes ici, pour des hélices de même diamètre mais de pas différent, la ligne rouge symbolisant une "moyenne" approximative. 

Je me suis fendu d'un petit document montrant quelques comparaisons entre la modélisation d'hélice de PredimRC et des tests en soufflerie, sous forme d'un pdf :

Comparaison des paramètres d'hélices de PredimRC avec les données de quelques souffleries