Hélice d'avion : usinage des pales et du moyeu

[Hueyman]

Bonjour à tous !

Ayant pour les années à venir un projet de construction d'avion 100% personnelle, du Pilatus PC-6, j'aimerai savoir ce qu'il est possible de faire ou pas ...

Je réalise cet avion tout d'abord pour un simulateur de vol, donc j'ai du faire un modèle 3D ( non fini encore mais avec les principales formes ). Je me servirai de ce modèle pour plus tard en extraire un plan et donc faire les couples etc etc ...

A l'aide de la doc de l'hélice réelle ( hélice quadripale métallique à pas variable ( simple action ) , vitesse constante et possibilité de mise en drapeau et de reverse de la célèbre marque américaine Hartzell, modèle HC-D4N-3P ) ainsi que de nombreuses photos que j'ai prise sur le modèle réel, j'ai réussi à imiter quasiment à la perfection les formes complexes de ses pales, avec le profil et surtout le vrillage correcte ...

Voici quelques rendus sous Blender

J'aurai aimé savoir la faisabilité de ces quatre pales ainsi que du moyeu ( pas forcément la même géométrie car il sera caréné ) pour une utilisation en modèle réduit. Le moyeu doit pouvoir permettre un mécanisme précis de changement de pas des pales, que j'imagine pour le moment avec un téton dépassant des pieds de pales, et venant s'imbriquer dans une sorte de plateau cyclique ( comme sur hélico ), et ce plateau étant contrôlé par une tringle passant par l'arbre moteur ( alors creux ) et étant controller par l'arrière depuis un servo électronique.

Le diamètre devrait se situer aux alentours des 30 cm, pour une vitesse de rotation inférieur à 8000 RPM je pense.

J'avais pensé à deux matériaux : pour le moyeu, l'acier évidement ou le Titane et pour les pales l’alliage d'aluminium genre duralumin ou titane également, il faut que ce soit très léger et très solide.

Je ne l'ai pas encore calculé ( mais je vais le faire ) mais l'ordre de grandeur de la force centrifuge qui va s'exercer pour une pale tournant à cette vitesse, suivant sa masse sera aux alentours de 100 Kg donc il faut prévoir du costaud.

Que pensez vous de l'usinage CNC pour ces pales et un moyeu adéquate ? Est-ce que le fichiers ( actuellement en .blend ) peut être utilisé par des machines numériques une fois exporté en .obj ou autre ? Je m'étais renseigné du côté des impressions 3D mais hors de prix pour des matériaux plus que douteux ( résine de verre etc .. ) Il ne faut pas rigoler avec la sécurité et la précision de fabrication doit être assez élevée afin que chaque pale tourne parfaitement dans le même plan de rotation, ai le même vrillage etc etc ...

Que me conseillez vous, et pouvez vous me donner un ordre d'idée du prix que cela pourrait me couter ?

En vous remerciant,
Valentin

 

[moissan]

c'est le duralumin qui est le plus facile a usiner en CNC , mais il est inutilement trop solide pour du modele reduit

resine et fibre de verre , il faut usiner un moule en cnc , mais ensuite la mise en place des fibre et de la resine est assez compliqué

autre solution : le bois , plus leger que l'aluminium et raport poid solidité tout a fait correct

je connais un fabricant d'helice d'avion a barbezieu qui est specialisé dans l'usinage cnc d'helice en bois pour avion et ulm : la grande astuce est de ne pas prendre du bois massif , mais une superposition de couche de bois collé , comme du lamelé collé : ça permet de mettre toutes les fibre dans le bon sens , et de faire un bois reconstitué plus homogène que du bois massif

comme par hasard il y avait a barbezieu plusieurs usine specialisé dans le bois de placage de meuble et le contreplaqué : tout le savoir faire etait la

 

[stanloc]

Je vois mal une pale d'hélice de 15 cm de long faite avec un empilage de planches de bois. Déjà une hélice de 150 cm de diamètre a ses extrémités de pale taillées dans une seule des couches de bois du moyeu. En modèle réduit les hélices sont je pense en nylon ou un thermoplastique de ce genre. Ça il est clair que la grande difficulté -ce qui entraîne un prix très élevé- pour faire une hélice "constant speed" ou même plus simplement à angle d'incidence réglable au sol réside dans la conception/réalisation du pied de pale.
Bon courage pour la suite.
Stan

 

[Hueyman]

Tout d'abord merci pour vos réponses

J'avais bien évidemment pensé au bois, mais je n'ai aucune idée de comment cela peut se passer pour la réalisation d'une telle pièce. Je pense que le duralumin serait la solution non ?

Pour avoir une meilleure idée de la pale :

Les hélices à calage ( pas ) variable ont toutes un pied cylindrique... donc surement que l'usinage CNC du dural serait la meilleure solution ?

A l'heure actuelle connaitriez vous une entreprise réalisant ce genre de travail en lui fournissant le fichiers 3D pour ses machines-outils ?

Et, dernière question, auriez vous une idée du prix ?

Effectivement les hélices RC sont faites soit en bois, soit en nylon/plastique ou même en carbone ... mais ce sont des hélices " simples " monopiece à pas fixe.

 

[Francois59]

Y a 2 problèmes sur les hélices d'avion:

1) la force centrifuge.

2) les vibrations torsionnelles. Je ne sait pas quel est le moteur du modèle réduit électrique ou explosion. Si c'est un 2 temps ,c'est une explosion par demi tour, la compression étant faite par l'inertie du volant. Mais sur les moteurs d'avions, il n'y a pas de volant, c'est l'hélice qui sert de volant. D'où les pales sont accélérées le (petit) demi tour ou le moteur fait moteur, et freinées le grand demi tour ou l'hélice fait volant d'inertie. D'où des contraintes énormes en pied de pale. Le moteur electrique, c'est plus simple (en fonction du nombre de pôles, quand même).

3) j'allais oublier ... évidement aussi la traction de l'hélice.

Donc sur le moyeu, vu les efforts sur les pales, si vous voulez faire varier le pas, j'ai peur qu' il faille roulements et butée à bille sur les pales (ou roulement conique ) ...
Ce qui risque de faire un gros moyeu.

 

[Hueyman]

Ce que tu dis est absolument exacte !

Sur une hélice taille réelle, suivant les applications, la force centrifuge est de l'ordre de 10 à 20 tonnes ... Et le moment de torsion est également très important ... si on laissait la rotation des pales libres autour de leur axe pendant que l'hélice tourne, elles se mettrait à plat, dans le sens de la rotation ...

Sur les Hartzell justement, c'est une butée à bille un peu spéciale, avec les billes noyées dans la graisse et guidées par un anneau de nylon et recouvertes de la flasque en acier, voir cette vidéo :

http://www.youtube.com/watch?v=DvWKfu4ubik

Ça peut certainement ce faire en miniature, je fais de l'hélico RC et les butées à billes présentes autour des axes portes pales sont assez petites ( 10mm de diam. ext. )

Il faut en tout cas que l’ensemble ( pale, pied, téton etc ) soit usiné dans la même pièce ...

 

[géo67]

Hoffmann Propeller
GmbH & Co. KG
Tel: +49 8031 1878 0
Fax: +49 8031 1878 78
Kuepferlingstr. 9
D-83022 Rosenheim
Germany

Hello,
Voici une adresse intéressante, des gens sympas et de très bon conseil, j'ai eu affaire à eux pour une réparation d'hélice à pas variable sur un motoplaneur DIMONA. ils m'ont fait visiter leurs ateliers pendant la réparation, c'est assez impressionnant, hélices de toutes sortes et de toutes tailles.
Cordialement
Georges

 

[moissan]

pour les helice a pas variable automatique , a vitesse constante il faut un mecanisme a faible frottement , donc roulement

mais pour un pas variable commandé par une tringle dans l'arbre , c'est plus simple ... si le servo qui commande est assez puissant le mecanisme peut etre plus rustique

pour des eolienne le probleme est un peu le même : j'utilise comme pivot de pales des filetage : quand l'angle des pales change sur 1/4 de tours le pivot fileté change le diametre de l'helice de 1/4 du pas : negligable : c'est pratique par ce que ça reparti la force centrifuge sur tout le filetage , facilement plus solide qu'un roulemement

en helicoptere le pas doit changer en permanence avec les ordre du pilote , il faut au moins des roulement en modele reduit , et encore mieux en vraie grandeur : barre de torsion sur les alouette , empilage de caoutchouc feuilleté sur l'ecureuil et tous les helico suivant de l'aerospaciale

pour une helice d'avion a pas variable c'est plus simple car le pas ne change pas trop souvent : donc le systeme a filetage est largement suffisant

moyeu centrale avec 3 tiges fileté en acier qui sortent dans l'axes des 3 pale

chaque pied de pale en dural vissé sur ces tiges fileté : chaque piece en bronze a une face plate pour y fixer la partie en bois de la pale , avec une multitude de vis

 

[ZAPJACK]

Ayant pour les années à venir un projet de construction d'avion 100% personnelle, du Pilatus PC-6, j'aimerai savoir ce qu'il est possible de faire ou pas ...

100% perso ???? Cela implique la construction du moteur ??? ou me gourre-je
Dans le cas du Pilatus, c'est un turbo-prop. A peu près irréalisable à l'échelle.
Pour l'hélice. Les contraintes sur l'hélice d'un turbo-prop ne sont pas les mêmes que ceux d'un moteur à piston. L'épure n'est donc pas la même
Pour garder l'esthétique très affiné du Pilatus, tu sera obligé d'utiliser un moteur électrique. Nous ne sommes plus qu'à 50% du projet initial.
Dès lors une concession de plus pour l'hélice ne sera pas la fin du monde.
Je pense que ce projet n'est pas réalisable à 100% en modélisme. Oké pour la cellule.
Dans la rubrique Modélisme, je ne connais que Phildu et sont Corsair à 100% maison
Et pour l'hélice, Lalu et son moteur en étoile
Réaliser un modèle à 100%, ceux qui on réussit se compte sur les doigts d'une demi-main
LeZap

 

[stanloc]

Bonsoir,
A moins de vouloir faire une maquette fidèle au modèle au détail près il est nul besoin d'une hélice à pas variable ou constant speed comme sur le modèle. Le modèle réduit est tout au plus à l'échelle quand à sa géométrie et encore mais pas à l'échelle niveau poids ni distance de décollage en conséquence.
Déjà du point de vue aérodynamique c'est un non sens de faire tourner une hélice à 8000 tr/mn donc on n'est plus déjà dans la fidélité au modèle.
Stan

 

[Hueyman]

Alors je vais tenter de répondre dans l'ordre

Merci pour les infos des Allemands, je les contacterais !

Ensuite, je me suis emporté en annoncant 100% personelle ... Je compte utiliser du matériel radio Futaba avec un ESC et un moteur de la marque Kontronik ( que j'ai déjà sur mon hélico et qui m'apportent entière satisfaction )

Ensuite, l'hélice importe beaucoup pour moi, il n'est pas seulement question de pas variable, mais déjà d'esthetique et ensuite d'utilisation " avancée " des possibilités d'une hélice comme celle la avec la plage Bêta, que la PT6A-34 réelle met en œuvre ...

Je connais le réel sur le bout des doigts, l'ayant réalisé pièces par pièces en 3D et ayant toute la doc officielle ( manuel de vol, de maintenance avec les dessins techniques etc etc ).

Le but de ce sujet n'est pas de savoir si oui ou non une telle hélice est utile, mais plutôt de se diriger vers une direction réalisable pour l'usinage de cette hélice, afin d'obtenir une pièce fidèle au modèle 3D, étant capable de supporter les efforts demandés etc etc.

Pour ceci je contacterai les Allemands, mais je ne sais pas s'ils usinent le dural pour un prix abordable ( j’entends là pour un ensemble <1000€

Merci les gars

EDIT : 8000 RPM n'est pas un nonsense ... ce qu'il faut ce n'est pas dépasser la vitesse du son en bout de pale, qui est fonction de la longueur de celle ci... sur la vraie , de 2,44m de diamètre, la vitesse max est de 2200 RPM et l'ont peut donc penser que la pale va atteindre la vitesse du son aux alentours des 2400+ RPM je pense ( au pif hein ... )

Lui va a 7000 RPM max avec une hélice bien plus grande que 30cm de diam. : http://www.youtube.com/watch?v=8ZLicrR-MTE

 

[Lalu]

Bonsoir Hueyman

Je vois que tu t'es lancé dans un beau challenge !

Moi aussi, j'ai entrepris de réaliser ma propre hélice
C'est une tripale entièrement métallique et d'un Ø de 660 mm
Le pas sera réglable au sol donc on ne peut pas parler d'hélice à pas variable dans mon cas
Même avec mon Ø relativement important par rapport à toi, le mécanisme de variation serait assez petit donc la fiabilité risquerait d'en pâtir
Lorsqu'on calcule les efforts engendrés au pied de pale , on prend peur et on se dit qu'on a intérêt à faire solide
Une pale qui s'échappe ou qui n'a plus le même pas que les autres risquerait de faire de gros dégâts matériels et/ou corporels

Mes pales ressemblent beaucoup aux tiennes . J'ai un profil de type Clark Y
Pour la matière, le moyeu est en 7075 et les pales en 6082
Ca fait 1½ an que je suis dessus et ça commence à faire long!

Les considérations qui m'ont poussé à faire ce travail sont les mêmes que toi : l'esthétisme et un challenge personnel
Il faut être conscient que c'est un très gros travail surtout avec peu de matériel

Bon courage

Lalu

 

[stanloc]

Je vous conseille de vous pencher quand même sur les aspects d'aérodynamisme d'une hélice tournant à 8000 tr/mn et de prévenir votre entourage lorsque vous ferez voler celle-ci. Il n'y a pas que l'esthétique qui compte sur un avion même si Mr Dassault disait qu'un bel avion vole bien.
Stan

 

[Hueyman]

@Stan : lis l'edit de mon précédent post

Lalu :

Super ton projet ! Oui c'est vrai que c'est beaucoup de travail pour sans doute peu au final... mais ce serait un plaisir personnel ! Aurait tu des photos de la bête ? C'est pourquoi je voulais savoir si oui ou non il existant des machines CNC permettant d'usiner une pièce avec un fichiers 3D et donc des coordonnées ...

Pour la partie aérodynamique je vais partir d'un constat peut être naïf mais qui marche : la vraie ( hélice ) offre des perfos optimales, pourquoi pas en modèle réduit ? Il y a la certes un problème de physique concernant les Reynolds etc mais le problème n'est pas la, une hélice reste une hélice et quand on a la possibilité d’altérer sa vitesse et le calage de ses pales à souhait, et bien on est déjà pas mal avancé ! Les hélices commercialisées ont des formes très étudiées pour telle ou telle application pour être plus performante à tel régime etc etc... dans ce cas on s'en moque un peu ce n'est pas un avion de voltige ni de vitesse, et le pas réglable ainsi que le régime permettra déjà des réglages possible.

Si une étude mécanique est à faire faire, je la ferai faire pour avoir un système sécurisé ( car je sais bien ce que provoquerai une pale qui se fait la malle en rotation, c'est encore pire sur hélico et j'ai toujours eu peur de cette éventualité ), mais pr la suite je souhaite seulement faire réaliser par une entreprise de mécanique de précision ou autres ces pales et ce moyeu, c'est tout ...

 

[stanloc]

Pourquoi ne commencez-vous pas par faire une fraiseuse cnc pour usiner vos pales ? Ce fut ma démarche il y a 30 ans quand je décidai de faire l'hélice de l'avion que je construisais et dans lequel je comptais monter pour me balader.
Le plus gros travail c'est d'avoir les fichiers de l'usinage des pales et non pas de faire la cnc.
Stan

 

[Yakovlev55]

Bonjour, j'ai fabriqué en son temps plusieurs hélices à pas variables pour des moteurs de modèle réduit, et fait pas mal d'essais de pales. Mes pales définitives étaient toutes moulées en carbone aramides, je fabriquais les moules à partir d'une pale master afin d'avoir un pied de pale rond, tous les paliers étaient sur roulements à contact oblique, ou roulement + butée a bille. Les roulements sont obligatoire, la force centrifuge est absolument énorme, vu les hautes vitesses de rotation. J'ai eu quelques surprises, voire de sérieuses alertes, avec des hélices qui sont passées en survitesse. Il est absolument nécessaire de construire le mécanisme et le moyeu avec le plus grand sérieux et des matériaux adaptés, dural 2017 et 7075. Il ne faut en aucun cas se dire que comme c'est du modélisme on peut donner dans l'a-peu-près. Les pales en bois sont a proscrire l'interface collage entre le bois et le métal du palier de roulement étant trop peu sure, et le risque de détachement quasiment assuré. J'ai testé cette solution en réalisant un tissage d'aramide qui enveloppait le pied de pale et se tissait dans le palier de roulement, et malgré cela les tests d'arrachage n'étaient pas concluants. Les pales qui se comportaient le mieux étaient constituées d'une âme en polystyrène, stratifiée recto verso par trois couches de carbone sergé 140g et de mèche de kevlar, de mémoire j'utilisais plus de 20m de kevlar pour des pales d'environ 300mm, plus de la mèche de carbone. Les mèches étaient rassemblées au pied de pale qui se trouvait du coup plein de fibre, et très solide. Tout en n'ayant pas fait voler ce type d'hélice, faute d'avoir le temps de construire l'avion qui allait avec, j'ai fait pas mal d'essais statiques plutôt concluants.
Je dois encore avoir divers éléments de cette époque qui traînent dans mes armoires je tacherai de vous faire quelques photos.
Cordialement.
Martin

 

[Hueyman]

Excellent Yakovlev !

C'est intéressant d'avoir quelqu'un qui a du retour d’expérience sur le sujet ... en attendant les photos !

En venant sur le forum avant de poster j'avais pour idée un moyeu en Titane ou acier avec des pales en alliage d'alu, usinées ...

N'étant pas équipé pour faire des moules ( et surtout ne sachant pas faire ! ) j'avais en tête de confier l'usinage des pièce a une entreprise spécialisée ... j'avais déjà fait faire ce moyeu en acier :

C'est une conception perso et réalisation par une entreprise d'un moyeu 5 pales pour tête de rotor d'hélicoptère RC ( pales de 615 mm, à 1200 RPM ), moyeu où l'on peu régler l'élévation de chaque axe porte pale pour avoir un tracking absolument parfait.

Ce modèle peut supporter théoriquement une traction de 250 Kg, la force calculée pour ces pales là étaient de 110 kg ...

 

[Yakovlev55]

Bonjour, belle réalisation, pour une version avion il faut partir sur un montage rigide, et il n'est pas possible, ou du moins très difficile d'imaginer une pale fixée par vis traversantes comme on le voit sur les hélicos. Le vrai problème est indiscutablement le pied de pale, ensuite vient la commande du pas, délicate si on veut un montage direct sur le moteur, et la compensation de la force de traction pour soulager les efforts sur la commande. C'est l'absence de cette compensation qui m'a provoqué la plus sérieuse alerte pendant mes essais. le moteur tournait aux alentour de 8000 tours et j'avais synchronisé l'admission et le pas, sur l'émetteur. Les deux commandes étaient mues par un servo (un très gros pour le pas) or l'ors d'un passage plein pas, le moteur passant plein gaz, le servo de pas a été arraché du fait de l'effort trop intense, l'hélice se met naturellement en rideau, et le temps que je puisse couper les gaz, on avait dépassé les 18000 tours, le moteur était un OPS 61 Super SPA RCA 5 tranferts, gavé avec 20% de nitro(pour les connaisseurs). Par chance, rien n'a éclaté mais l'ensemble du mécanisme était détruit, les goupilles d'acier qui traversaient les paliers de pieds de pale étaient en forme de banane et certains roulements avaient commencé à cracher les billes, les protections de tous les roulement zz étaient déchirées sous la pression de la graisse qui avait giclé. Bref, une belle frayeur, mais une bonne expérience.
Faire un moule d'hélice est somme toute assez simple, le moulage, régulier et répétitif, pour obtenir des pales d'un poids les plus approchant possible, est déjà plus délicat, et demande une pratique très régulière pour avoir les mêmes gestes et stratifier de la même manière.
Cordialement
Martin

 

[Hueyman]

Effectivement Yak c'est une très bonne expérience ( étant donné l'issue non catastrophique mais destructrice ... )

C'est vrai que je n'irai pas mettre un pas variable sur un moteur thermique, car le contrôle précis du moteur est bien plus dur à atteindre, même avec un pointeau bien régler ... avec les vibrations en plus etc

Avec les moteurs électriques modernes brushless ( et les merveilles de contrôleurs ( ESC ) qui vont bien ), c'est un régal de précision dans le contrôle des paramétrés ... en régulation hélico, le rotor ne prend ni ne perd pas 10 tours par minutes, et la réaction est instantanée et indifférente des conditions météo du jour ( alors que sur un thermique ... nous connaissons tous deux la musique héhé ! )

Donc ce que j'imaginai c'est un ensemble de motorisation électrique éventuellement réducté pour ne pas dépasser les 5000 RPM on va dire, et une courbe de gaz disons par exemple 0 80 80 80 80, avec régulation de tours ( comme sur hélico ) une fois le manche dans la plage des 80%, et on fait varier la poussée avec le changement de pas ...

Pour ce système, j'avais imaginé ( en copiant sur la réalité ) un moyeu un peu semblable au réel avec deux semi-coques en acier, qui se vissent l'une dans l'autre pour encercler les pieds de pale , un téton dépassant du pied de pale et l’ensemble butée à billes/roulements coniques qui vont bien ... ensuite le fork ( fourche ), sorte de plateau cyclique ( action de pas collectif/général ) se déplacerait d'avant en arrière sous l'action d'une CAP ( voire tigre carbone ) en entrainant simultanément toutes les pales, passant dans l'arbre moteur et étant contrôlé par un de ces monstre modernes comme le dernier Futaba BLS172Sv de 40 Kg de couple avec une précision et une rapidité sans égale ...

http://www.nomenclaturo.com/wp-content/uploads/Cutaway-View-of-Hartzell-Turbo-Propeller-Feathering-CS-Prop-counterweight.jpg
http://www.wingsmagazine.com/images/stories/IMAGES/Newproducts/2009/January/hub1.jpg


Sur le papier, cela semble être la solution idéale... un beau moyeu en acier ou titane et des pales en dural, usinées CNC ( je préfère plutôt que les fibres ... ) avec ce système devraient apporter le résultat attendu, qu'en penses-tu Yako ?

Les vraies utilisent deux, enfin trois forces pour " actuater " le pas...

- Pour un mouvement VERS le petit pas, la pression hydraulique générée par le CSU ( Constant Speed Unit/Governor ) et puisée dans la pression d'huile moteur ( Turbine )

- Pour un mouvement VERS le grand pas ( donc jusqu'à drapeau ), la combinaison de la force du ressort se trouvant dans le piston du moyeu ET le moment d'inertie généré par l'action des contrepoids en pied de pales qui, en rotation, poussent la pale a aller vers le grand pas

Il est évident que pour un petit système, un servo surpuissant avec une mécanique robuste et précise devrait faire l'affaire ...

Reste encore une fois a voir si des usineurs travaillent avec des fichiers 3D, et réaliseraient ce travail pour un tarif raisonnable ...

Et merci pour tes récits Yakovlev, c'est sympa de savoir qu'on est pas le seul fondu d'hélice sur Terre

Bonne soirée à tous

 

[moissan]

C'est pourquoi je voulais savoir si oui ou non il existant des machines CNC permettant d'usiner une pièce avec un fichiers 3D et donc des coordonnées ...

a quoi servirait les machines CNC si elle ne pouvait pas utiliser les fichier informatique ?

il y a 20 ans les entreprise de mecanique generale avaient surtout des machine a manivelle , les CNC etaient rares ... maintenant toutes les entreprise ont des fraiseuse CNC , c'est plutot les fraiseuse a manivelle qui deviennent rare

reste a donner le fichier dans le bon format : le passage du plan de la piece au programme d'usinage n'est pas automatique : c'est le fraiseur qui defini de quelle façon la piece sera realisé

le prix depand de la finition que tu veux : une fraiseuse numerique peut faire un très bon niveau de finition dans tous les detail , mais c'est plus long donc plus cher

on peut aussi se contenter d'un usinage plus grossier avec des facette trace des passages de fraise , et faire la finition manuellement

en sous traitance il faut bien se mettre d'accord sur la qualité du travail a faire : un fraiseur qui a l'habitude de faire des piece de moule , sait faire des piece de super precision et super etat de surface , et ça coute le prix fort : il faut savoir preciser qu'on peut se contenter d'un travail plus rapide pour etre moins cher

en modele reduit le pas variable est inutile en moteur thermique , vu que ces moteur 2 temps on une puissance enorme , et quel que soit le rendement de l'helice ça va toujours assez vite

c'est bien pour les moteur electrique , que l'energie est plus limité et qu'une helice a pas variable peut etre interressante

j'aime bien le bois parce que plus leger et moins dangereux en cas d'accident , mais en voyant ton dessin je vois un profil très fin , bien adapté a une helice entierement en dural ... les helice en bois on des profil plus epais

 

[Hueyman]

Merci de ta réponse Moissan !

J'opterai donc pour des pales en dural usinées par machine numérique donc ... J'irai me renseigner à la société qui a réalisé la précédente pièce pour avoir une idée du prix etc

Tout en investiguant du côté de Hoffmann Prop pour la partie rendement/sécurité

Merci à tous

 

[Yakovlev55]

en modele reduit le pas variable est inutile en moteur thermique , vu que ces moteur 2 temps on une puissance enorme , et quel que soit le rendement de l'helice ça va toujours assez vite

c'est bien pour les moteur electrique , que l'energie est plus limité et qu'une helice a pas variable peut etre interressante

j'aime bien le bois parce que plus leger et moins dangereux en cas d'accident , mais en voyant ton dessin je vois un profil très fin , bien adapté a une helice entierement en dural ... les helice en bois on des profil plus epais

Bonjour Moissan, tes informations sur le modélisme sont un peu surannées, le pas variable présente exactement le même intérêt que ce soit en thermique qu'en électrique, sauf qu'il est beaucoup plus délicat a mettre en oeuvre dans le premier cas. Actuellement le moteur deux temps n'est plus la panacée en thermique, beaucoup de moteurs sont en 4temps, surtout dans les cylindrées moyennes, de 20 a 30cc. Quant à la puissance des moteurs, toutes les phases de vol ne sont pas gérées uniquement par la puissance, ni par la vitesse, il est très intéressant de pouvoir obtenir des variations de traction de l'hélice, sans accélérer la vitesse de l'avion, ça permet des figures impossibles avec un pas fixe.
Il est également faux de considérer que les moteurs électriques sont inférieurs aux thermiques, on trouve couramment des brushless de 10 a 20kw en aéro, avec un rendement excellent du fait de la permanence du couple moteur. Ce qui est évident par contre, c'est que le couple moteur électrique et hélice à pas variable est idéal du fait de la facilité de mise en oeuvre, surtout en plus si le moteur est réducté, la ça devient du gateau.
Quant au bois pour un pas variable, j'ai déjà donné mon avis la dessus, surtout qu'il est étayé par des essais d'arrachage, faits sur un banc de traction.
Cordialement
Martin

Un des mes jouets sur un OS BGX

 

[Hueyman]

Bien dit Yak !

Et superbe travail sur ces photos, ça avait l'air sérieux !

 

[stanloc]

Bonjour,
J'attire votre attention sur un fait bien établi en aviation ; les hélices métalliques -alliage d'alu- ont une durée de vie déterminée à priori et nécessitent des controles rigoureux régulièrement car les alliages d'alu sont particulièrement sensibles aux phénomènes liés à la fatigue. Une hélice en bois a une durée de vie théorique infinie car le bois ne connait pas ces phénomènes. Ceci dit il n'y a pas d'hélices constant speed en bois, mais le prix de l'heure de vol sur les avions s'en ressent.
Stan

 

[Yakovlev55]

Bonjour,
J'attire votre attention sur un fait bien établi en aviation ; les hélices métalliques -alliage d'alu- ont une durée de vie déterminée à priori et nécessitent des controles rigoureux régulièrement car les alliages d'alu sont particulièrement sensibles aux phénomènes liés à la fatigue. Une hélice en bois a une durée de vie théorique infinie car le bois ne connait pas ces phénomènes. Ceci dit il n'y a pas d'hélices constant speed en bois, mais le prix de l'heure de vol sur les avions s'en ressent.
Stan

Bonjour, absolument, en modélisme de compétition, les hélice métalliques sont interdites, par ailleurs si le bois lamellé est excellent en hélice à pas fixe, il est mal adapté au pas variable pour les raisons que j'expliquais précédemment. J'ai vu toutefois des hélices prototype en Allemagne en bois avec un pied de pale conique usiné pris entre deux demi-coquilles metalliques elle même solidarisées par les roulements, l'ensemble était mu par un turboprop, mais aux dires du constructeur, la vitesse de rotation était très limitée, tout comme la durée de vie de la pale, le bois ayant tendance à s'écraser dans les demi-coquilles et à prendre du jeu.
Cordialement
Martin.

 

[Hueyman]

C'est vrai Stanloc, également pour les pales d'hélicos ... les pales en bois du Bell 47 par exemple ont une durée de vie illimitée ...

Mais dans mon cas on parle d'un modèle réduit qui fera, en volant bien, pas plus de
300 heures de vol dans sa " vie " ... alors qu'un aéronef réel atteint facilement les 20 000 heures au bout d'une carrière d'une 20 aine d'années s'il vole bien ...

Les TBO ( intervalles de maintenances en Aéronautique ) des hélices se situent si je me souviens bien aux alentours des 2000 heures de fonctionnement pour les Hartzell métalliques ...

Donc cette maintenance est négligeable pour une telle utilisation ...

 

[Lalu]

J'attire votre attention sur un fait bien établi en aviation ; les hélices métalliques -alliage d'alu- ont une durée de vie déterminée à priori et nécessitent des controles rigoureux régulièrement car les alliages d'alu sont particulièrement sensibles aux phénomènes liés à la fatigue. Une hélice en bois a une durée de vie théorique infinie car le bois ne connait pas ces phénomènes. Ceci dit il n'y a pas d'hélices constant speed en bois, mais le prix de l'heure de vol sur les avions s'en ressent

Je suis bien d'accord avec toi . Pour se lancer dans ce projet, il faut être fou mais il faut surtout être très lucide : on ne peut pas faire n'importe quoi . J'ai passé beaucoup de temps à potasser le sujet avant de prendre ma décision
Pas de risque avec mon voisinage car mes bricoles n'intéressent personne dans mon entourage donc je serai seul pour les essais et j'essaierai de faire gaffe !
Lorsqu'elle sera terminée ,je compte tester l'hélice à 6000t maxi sur un banc d'essai puis vérif des composants.
Si mon moteur veut bien daigner fonctionner, je ne souhaite pas dépasser les 4500/5000 t. Mon but n'est pas de faire une bête de course : c'est plutôt un exercice de conception et d'usinage
Quand je l'aurai fait tourner 2 ou 3 fois, il ira dans une boîte avec les autres et je passerai au suivant donc l'alu n'aura pas le temps de fatiguer

Je n'ai pas numérisé ma fraiseuse ( ni l'envie ni les compétences ) j'ai donc fait une machine à copier qui me permet d'ébaucher le profil au plus près
Ensuite ,c'est une très grande séance d'ajustage et de finition à la lime . Pour parvenir à mes fins, la copieuse est transformée en banc de contrôle
Pour l'instant, j'obtiens une très bonne précision et une bonne répétabilité mais tout n'est pas terminé et un coup de lime de travers est si vite arrivé !
Il est impératif d'être très précis pour garantir les équilibrages statique/dynamique/aérodynamique.........C'est pas gagné!

@Hueyman . Si tu veux voir un aperçu de l'avancement de l'hélice tu vas sur le post consacré à la construction du radial 9 cyl

Lalu

 

[gaston48]

Bonjour,

l'alu n'aura pas le temps de fatiguer

l'alu ou Lalu ?

 

[Hueyman]

Lalu je viens de regarder ton sujet sur le 9 cylindres en étoile ...

C'est une pure merveille, et le moyeu de la tripale semble bien parti ainsi que les pales également !

Franchement, suis sur le cul

 

[moissan]

c'est a ça que je pensait aussi pour ma preference pour le bois ... les helice d'avion en aluminium massif on une duré de vie
limité , et en modelisme sont beaucoup plus dangereuse en cas d'accident ... je ne suis pas surpris de lire qu'elle sont interdite a certain endroit

le probleme du bois en pas variable , c'est la fixation entre le bois et la partie metalique en pied de pale

je suis bien d'accord que de l'epoxy et fibre de carbone aura de grand avantage : en plus ça permet de n'usiner qu'une piece , d'en faire un moule en resine , et de mouler autant de pale que l'on veut dans le même moule

helas malgré le même moule les pales n'auront pas toute le même poid ... il est possible d'en faire un nombre suffisant et de les trier

je fait des pas variable dans un but completement different : eolienne ! la vitesse est plus faible , et il est important de faire beaucoup plus economique qu'en aviation : donc le bois est meilleur ... avec moyeu en acier ... et les pivot par filetage marchent bien : je ne ferait pas ça en gros avion , mais pourquoi pas en modele reduit electrique

8000 t/mn ce n'est pas enorme pour cette dimension , et avec un moteur electrique on peut ecarter tout risque de survitesse , et il n'y a pas de fatigue due au coup de piston

reste a savoir si le pas variable est vraiement utile : le pas variable est utile sur les turbopropulseur qui on une gamme de vitesse possible très reduite : le pas variable sert de boite de vitesse , mais un moteur electrique a une gamme de vitesse plus large : les voiture electrique se passent de boite de vitesse

autre avantage du pas variable , pousser a l'envers pour racourcir l'atterissage : un moteur electrique peut tout simplement tourner a l'envers avec un pas fixe