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Bonjour Anthony,
L'information de diamètre donne beaucoup plus de renseignements qu'on peut le croire.
Le rendement d'une hélice dépend de la vitesse en bout de pale.
- En dessous de Mach 0,7, le rendement est bon mais la puissance est limitée et l'hélice est assez silencieuse,
- Entre Mach 0,7 et mach 0,8, le rendement est bon et le bruit augmente raisonnablement,
- Entre Mach 0,8 et mach 0,85, (début de la zone transsonique) le rendement est toujours bon et le bruit augmente notablement,
- Vers Mach 0,85, le rendement s'effondre brutalement et le bruit augmente énormément avec une tonalité marquée de trompette (cela parle sûrement à ceux qui ont déjà entendu un Broussard, un MS733 ou quelques Warbirds...). Bien entendu, les hélices modernes aux pales recourbées en forme de cimeterre (ATR72, A400M...) peuvent repousser cette limite de Mach 0,85, mais pour nos petits avions légers aux hélices quasi-rectilignes, ça reste vrai...
Au point fixe, la vitesse en bout de pale est pratiquement la vitesse tangentielle (produit du rayon et de la vitesse de rotation), mais en vol, c'est la composition de la vitesse tangentielle et de la vitesse axiale (vitesse propre de l'avion) qui doit être prise en compte.
Le tableau ci-dessous résume l'exercice pour une hélice de 1,90 m de diamètre (au hasard).
En ne considérant que la vitesse tangentielle (au point fixe), on voit qu'on pourrait aller jusqu'à 2900 t/min, mais qu'en croisière à 150 kt (valeur déjà bien suffisante en général), la limite tomberait à 2800 t/min.
Cet écart explique pourquoi sur les avions équipés d'hélices à pas variable, on décolle "pleins gaz - plein petit pas" pour débusquer les derniers poneys qui se cachent au fond de l'écurie (près du régime maximum, par exemple 2750 t/min) et qu'ensuite on choisit une consigne de vitesse de rotation plus raisonnable pour la croisière (par exemple les 2500 t/min du fameux 25-25)
On voit également que les 2700 t/min que tu évoques sont une limite raisonnables et qu'entre 2400 et 2500 t/min, on est dans la zone de bon rendement avec un bruit réduit.
Bien entendu ces calculs ne concernent que le point de vue aérodynamique, la résistance mécanique de l'hélice peut abaisser la vitesse de rotation maximale.
Dans mon cas, je cherchais une hélice limitée à 3000 t/min.
On peut faire le calcul dans l'autre sens :
Mach 0,85 = 289 m/s
A 150 kt, la vitesse tangentielle ne doit pas dépasser 278,5 m/s, ce qui, pour 3000 t/min, donne un diamètre maximum de 1,77 m...
Sur une hélice Ivoprop, on peut rogner l'extrémité des pales, mais je ne me risquerais pas à rogner 65 mm sur les pales d'une Arplast...
Bons Vols
Philippe Dejean
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