Aircraft Propeller motif - Fonctionnement
Sans une méthode de conversion de la puissance produite par le moteur en poussée utile un avion serait juste assis encore et créer beaucoup de bruit et non nulle part.
Dans le passé, toutes sortes de conceptions différentes de l'hélice ont été essayées: parfois des lames plates en bois, d'une lame à des modèles de contrepoids à lames multiples en rotation à différentes vitesses.
Jusqu'à ce qu'il a été réalisé qu'une hélice est comme une aile créant un ascenseur. Mais au lieu de porter l'avion, il déplace un grand volume d'air vers l'arrière. Mais lentement, par rapport à un moteur pur JET, qui déplace un petit volume d'air à des vitesses très élevées.
Les lois aérodynamiques applicables aux ailes sont valables pour les hélices aussi, ne pas dans un plan horizontal, mais dans un mouvement vertical et donc poussée (ascenseur horizontal) est créé et l'avion est capable de se déplacer vers l'avant, et après avoir atteint la vitesse déjaugeage il va décoller.
Ces pages brillent une petite lumière sur la conception de l'hélice, explique une partie de l'aérodynamique et analyse le fonctionnement des hélices contrôlables pendant prévol, décollage et croisière et l'influence sur la consommation de carburant.
Conception de base Hélice
Conversion de puissance
La fonction de l'hélice est de convertir la puissance au frein du moteur en poussée utile. Pour ce faire, il existe deux types d'hélices utilisés: pas fixe (ou réglable au sol, qui reste à un pas fixe prédéfini pendant le vol) et l'hélice à vitesse constante avec des variations possibles de la façon dont ils sont contrôlés.
angle de la lame
En regardant une hélice, l'angle de la lame varie de la racine à la pointe. En effet, la vitesse angulaire de la lame est à son plus haut à la pointe (pour atteindre la vitesse du son) et le plus bas à la racine. Si l'angle de la lame serait constante alors l'angle d'attaque du flux d'air par rapport (résultat de la vitesse vers l'avant et RPM) varierait sur le disque de l'hélice (et la poussée trop), et la lame serait probablement bloqué. Pour faire en sorte que la poussée générée est quelque peu égale de racine à la pointe, l'angle de la lame varie de haut à la base (à faible vitesse angulaire) et faible à la pointe (grande vitesse angulaire).
création de poussée
Lors de la rotation de l'hélice le flux d'air après la pale d'hélice produit une réaction aérodynamique avec peut être résolu en poussée (avec des ailes que nous appelons ascenseur) et le couple de l'hélice (drag). Pour faire tourner l'hélice du moteur doit créer une force, un couple. La résistance à cette rotation est appelée couple de l'hélice et lorsque ces deux forces sont en équilibre ou stabilisé, RPM moteur / hélice est également constante. Ainsi, la puissance créée par le moteur est absorbée par l'hélice et comme une poussée de résultat est généré.
pas fixe
Avec ce type, les lames sont fixes et ne peuvent se déplacer (à l'exception rotation), donc l'angle de pale de l'hélice est fixé (mais l'angle de la lame change toujours de la racine à la pointe, comme expliqué ci-dessus). On peut voir qu'il ya aussi une combinaison de régime / vitesse où l'hélice fonctionne à l'angle le plus efficace et optimal d'attaque et produit sa poussée maximale. Sur toutes les autres conditions (ou les vitesses de vol) il y a moins de poussée disponible de l'hélice. En d'autres termes, son angle le plus efficace d'attaque dépend de RPM et de la vitesse.
Bien que pratique et simple à utiliser, une hélice à pas fixe sera toujours un compromis entre un certain nombre de facteurs tels que RPM, la vitesse, le débit d'air par rapport, l'angle d'attaque, deux ou trois lames, corde de pale et la longueur, émis le niveau sonore, etc. Vous obtenez l'image.
Vitesse constante
Ces hélices sont, comme prévu, plus cher en termes de coûts d'acquisition et de maintenance. Mais si vous avez besoin des performances maximales de votre appareil dans la plupart des cas, cela est le chemin à parcourir.
le contrôle de l'hélice
Avec une hélice à pas fixe le pilote n'a qu'un seul contrôle, gaz, pour contrôler la puissance et RPM. Avec une hélice à vitesse constante, il y a deux commandes: puissance (accélérateur, bouton noir) et RPM (hélice, bouton bleu). En outre, il devrait y avoir un indicateur de MAP (pression d'admission) qui se rapporte à la puissance du moteur.
Le déplacement de la commande de l'hélice (pitch) modifie la vitesse de rotation à laquelle le moteur et l'hélice tournent et le déplacement du papillon des gaz modifie la quantité de puissance fournie (MAP) de l'hélice à la vitesse de rotation prédéfinie maintenu constant par le régulateur d'hélice.
Un avion avec une hélice à vitesse constante est généralement un peu plus complexe et est normalement utilisé pour la formation de vol de base (ab initio). Les licences pour la formation supérieures (CPL, ATPL) devra comprendre et à utiliser correctement ces appareils plus complexes avec des moteurs plus alimentés.