BIA - L`hélice

Cours B.I.A.
André PARIS
Connaissance
des aéronefs
L’hélice
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Dispositif mécanique entrainé par un moteur permettant de transformer l’énergie mécanique rotative du moteur en une
force tractive ou propulsive directement utilisable par l’avion pour se déplacer.
Elle est constituée :


D’un moyeu assurant la liaison avec le vilebrequin du moteur,
De deux ou plusieurs pales disposées à sa périphérie.
Chaque pale est une juxtaposition de profils aérodynamiques dont les caractéristiques évoluent depuis le moyeu jusqu’à son
extrémité.
Une hélice est caractérisée par :
 son nombre de pales,
 son pas,
 son diamètre maximal.
Limitations : Vitesse de bout de pale inférieure à 950 km/h
(2. x 3,14.x longueur de pale x nombre de tours par heure)
Garde au sol (distance entre le bout de pale et le sol)
On appelle Pas la distance théorique parcourue par l’hélice le
long de son axe de rotation en un tour.
On appelle Calage l’angle formé par la corde de l’un des
profils et le plan de rotation de l’hélice. Il varie en fonction du
rayon de rotation. Par convention on dira que le calage est celui
du profil se situant à 70% du rayon maximum. On dit que la pale
est vrillée.

Fonctionnement :
Le fonctionnement de l’hélice est analogue à celui d’une aile d’avion.
Le vent relatif VR issu :

du déplacement de l’avion (Vitesse avion)

de la rotation de l’hélice (Vitesse de rotation) crée sur chaque pâle une force aérodynamique Ra qui se
décompose :
en traction Fz
en traînée Fx
-
Hélice à calage fixe :
-
Le calage est réalisé à la fabrication et ne peut être changé. C’est une solution simple mais le rendement (puissance utile sur
puissance disponible) est loin d’être optimum (similitude avec une bicyclette qui n’aurait pas de dérailleur donc ne disposant que
dune seule vitesse). Le rendement est de l’ordre de 80 %.
L’hélice à calage fixe est choisie comme un compromis permettant des performances acceptables dans les différents régimes de vol
et ceci à moindre coût.
-
Hélice à calage variable (ou pas variable) :
Pour bénéficier d’un meilleur rendement sur un plage de vitesses très étendue (décollage, croisière, remorquage, …), il était
nécessaire de permettre une variation de l’angle de calage des pales de l’hélice dans toutes ces différentes phases de vol.
A chaque régime de vol correspondra donc un pas approprié :
 Décollage : « petit pas » (forte traction et accélération mais vitesse limitée).
 Croisière : « grand pas » adapté au régime de vol (traction faible mais grande vitesse) et.
 Incident ou non utilisation d’un moteur : « mise en drapeau » (limitation de la traînée hélice).
 A l’atterrissage : petit pas et après le poser des roues : position « reverse » (si hélice équipée de ce dispositif).
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Adaptation du cours de M Christian CREPET et avec son autorisation – Instructeur Amicale des Pilotes du Roannais