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La Mouette Solitaire

Choisir son hélice

Pat et Manu
à quoi sert l'hélice?.... et bien c'est elle qui fait avancer votre avion!
En fait c'est elle qui traduit en travail productif, l'énergie délivrée pas le pack d'accus et transmise via le controleur et le moteur.

Mais comment la choisir...?
Tout d'abord il faut considérer quelques conditions simples:
- elle ne doit pas toucher le sol au décollage, l'avion reposant sur ses roues. Il doit même y avoir une marge de sécurité!
- elle doit être la plus grande possible, car meilleur sera son rendement (c'est à dire qu'il y aura un minimum d'énergie perdue)
- la puissance d'une hélice varie à la puissance 4 de la différence de diamètre:
(diamètre x1.2.. 10*6 remplacée par une 12*7=> puissance transmise =1.2^4= x2.07)
c'est a dire que si nous avons une hélice de 10" qui transmet 500w, en la remplaçant par une 12" la même motorisation produirait... 500x2.07... près de 1000w! et nos accus, moteur et controleur ont toutes les chances de.. griller, car non adaptés à passer fournir une telle puissance demandée!
- le choix du "pas" détermine son aptitude à un décollage facile par un couple élevé ou bien à une vitesse de vol élevée:
une 13*11" favorise l'accélération et la vitesse (mais faible couple au décollage) alors qu'une 14*8" procure plus de couple pour faire décoller un "trainer" lourd au profile d'aile assez épais, mais au vol "pèpère"...

Ensuite, considérons notre motorisation:
admettons que nous utilisons un pack lipo 3S de capacité 2A de qualité "20C"
nous pourrons au maximum fournir une puissance de: 2A x 15 (sécurité du 20C) x 3.4v x 3éléments = 306w (P=U*I .... 306w = 10v * 30A)
sachant que dans le meilleur des cas, la chaine controleur+moteur (de qualité brushless) ne peut transmettre que 75% (25% de perte en chaleur),
il va nous rester à l'arbre d'hélice: 306x0.75= 230watt.
Remarquer au passage, que pour sortir 300w brut, notre moteur brushless pèsera environ 150g et que nous choisirons un controleur minimum de 40A.
admettons aussi que le Kv de notre moteur soit de 1000, le pack 3S donnant environ 10v en travail, et avec une perte de 15% de frottement en moyenne,
nous obtenons une vitesse de rotation à l'hélice de: 1000*10*0.85= 8500tmn.

Donc nous cherchons une hélice qui, tournant à 8500tmn, nous fournirait le travail des 230w trouvés en sortie de l'arbre moteur.

Comment faire?
L'expérience des anciens ou de multiples mesures peuvent nous aider à trouver par tatonnement...
En fait, il existe un autre moyen bien plus scientifique, précis et rapide: le coefficient "n100w" généralement fourni par les fabricants d'hélice.
Il s'agit d'un chiffre qui représente le nombre de "tmn" nécessaires à l'hélice pour fournir un travail de 100w.
De là, vous l'avez compris, nous allons pouvoir calculer notre fameuse hélice, ou plus exactement, calculer le coefficient "n100w" qui va être necessaire à notre travail demandé.
Et par recherche dans un tableau regroupant ces fameux coef. n100w, nous trouverons notre hélice...
Voici la formule... magique...
"n100w"=rotation hélice/v³(Puis.hélice/100) on multiplie la vitesse de rotation souhaitée par la racine cubique de la puissance helice divisée par 100.
Je vous rassure, windows vous fournit la calculatrice qui vous donnera le résultat en 10 secondes!


Si vous ne savez pas où se trouve cette calculette, faites "demarrer" en bas à gauche de l'écran, puis cliquez sur "tous les programmes"...
puis cherchez dans la liste affichée et mettez votre souris sur "accessoires"... une nouvelle fenêtre doit s'ouvrir contenant plusieurs programmes, dont la calculatrice!
Une fois cette calculatrice affichée, cliquez sur "affichage" et cochez l'option "scientifique"
Ensuite, cochez aussi l'option "INV" comme indiqué sur l'image jointe.
Choisir son hélice

Maintenant saisissez le nombre "puissance travail / 100" soit dans notre cas: 230/100= 2.3 et cliquez sur le bouton "x^3" (cf image), on obtient 1.32
finissons notre calcul... n100w= 8500/1.32 = 6440 ... nous devons donc chercher une hélice se rapprochant de ce coefficient "n100w".
Nous y trouvons une APC-E de 11*7" (6092) ou une 11*5.5" (6749)... de quoi choisir entre vitesse et couple...

En vérifiant nos calculs dans le logiciel "motocalc", avec un brushless (chinois) de 135g au Kv de 1050 et un pack lipo 2A 3S 20C... nous obtenons bien...
pour la 11*7 = 9.6v 30A 270w "in" et 212w "out"(=axe moteur/hélice) pour une rotation hélice de 7880tmn et une traction de 1.2kg
pour la 11*5.5 = 10v 27A 270w in et 198w out pour une hélice à 8400tmn et une traction de 1.35kg.
Un moteur de 150/180g ou un brushless de meilleur qualité (Mega, Flyware, Axi) nous donnerait un meilleurs rendement approchant davantage les 230w attendus à l'hélice...

Tous ces calculs vous semblent bien compliqués et fastidieux?... mais vous avez pris conscience qu'en électrique, toutes ces infos sont primordiales?
Alors n'hésitez pas: téléchargez pour essai gratuit 1 mois, le logiciel "motocalc"... et achetez le ensuite...
25€ .. ce n'est vraiment pas grand chose par rapport aux économies que vous ferez par le bon choix, bien équilibré, de votre motorisation...

Et maintenant un tableau regroupant une liste non exhaustive d'hélices avec leur coefficient "n100w"
(réalisée conjointement avec notre ami Patrick Lemarchand de Crespière)

Marque Type Diam" Pas" n100W
       
Aeronaut Carbon Elektro 6 5 14 136
Aeronaut Carbon Elektro 6.5 4 14 510
Aeronaut Carbon Elektro 7 7 10 437
Aeronaut Carbon Elektro 8.5 5 10 486
Aeronaut Carbon Elektro 8.5 6 9 327
Aeronaut Carbon Elektro 8.5 7 8 591
Aeronaut Carbon Elektro 9.5 5 8 214
Aeronaut Carbon Elektro 9.5 7 7 200
Aeronaut Carbon Elektro 10 6 7 415
Aeronaut Carbon Elektro 10 8 6 131
Aeronaut Carbon Elektro 10.5 6 6 688
Aeronaut Carbon Elektro 10.5 8 6 274
Aeronaut Cam Carbon repliable 8 5 10 270
Aeronaut Cam Carbon repliable 9 5 8 932
Aeronaut Cam Carbon repliable 9.5 5 8 099
Aeronaut Cam Carbon repliable 10 6 7 856
Aeronaut Cam Carbon repliable 10 8 6 485
Aeronaut Cam Carbon repliable 11 7 6 324
Aeronaut Cam Carbon repliable 11 8 6 069
Aeronaut Cam Carbon repliable 12 6.5 5 954
Aeronaut Cam Carbon repliable 12 8 5 219
Aeronaut Cam Carbon repliable 12 9 4 931
Aeronaut Cam Carbon repliable 12.5 7.5 5 128
Aeronaut Cam Carbon repliable 13 8 5 068
Aeronaut Cam Carbon repliable 13 11 4 339
Aeronaut Cam Carbon repliable 14 8 4 107
Aeronaut Cam Carbon repliable 14 9 3 907
Aeronaut Cam Carbon repliable 14 10 3 705
Aeronaut Cam Carbon repliable 15 8 4 040
Aeronaut Cam Carbon repliable 15 10 3 642
Aeronaut Cam Carbon repliable 15 13 3 268
Aeronaut Cam Carbon repliable 16 8 3 872
Aeronaut Cam Carbon repliable 16 10 3 465
Aeronaut Cam Carbon repliable 16 13 3 143
Aeronaut Cam Carbon repliable 17 9 3 346
Aeronaut Cam Carbon repliable 17 11 2 986
Aeronaut Cam Carbon repliable 17 13 2 620
Aeronaut Cam Carbon repliable 18 11 3 088
Aeronaut Cam Carbon repliable 18.5 12 2 725
     
APC Slow Fly 8 3.8 10 064
APC Slow Fly 9 4.7 8 676
APC Slow Fly 10 4.7 6 690
APC Std 6.3 4 16 076
APC Std 7 4 13 333
APC Std 7 6 10 831
APC Std 7 8 9 081
APC Std 9 6 8 081
APC-E Thin Electric 6 4 15 666
APC-E Thin Electric 7 5 11 800
APC-E Thin Electric 8 6 8 507
APC-E Thin Electric 8 8 7 715
APC-E Thin Electric 9 6 7 957
APC-E Thin Electric 9 7.5 6 816
APC-E Thin Electric 9 9 6 245
APC-E Thin Electric 10 5 7 649
APC-E Thin Electric 10 7 6 877
APC-E Thin Electric 10 10 5 504
APC-E Thin Electric 11 5.5 6 749
APC-E Thin Electric 11 7 6 092
APC-E Thin Electric 11 8 5 589
APC-E Thin Electric 11 8.5 5 660
APC-E Thin Electric 11 10 4 921
APC-E Thin Electric 12 6 5 951
APC-E Thin Electric 12 8 5 283
APC-E Thin Electric 12 10 4 608
APC-E Thin Electric 12 12 4 161
APC-E Thin Electric 13 6.5 4 981
APC-E Thin Electric 13 8 4 779
APC-E Thin Electric 13 10 4 174
APC-E Thin Electric 14 7 4 639
APC-E Thin Electric 14 8.5 4 340
APC-E Thin Electric 14 10 4 019
APC-E Thin Electric 14 12 3 617
APC-E Thin Electric 15 8 3 950
APC-E Thin Electric 15 10 3 689
APC-E Thin Electric 16 8 3 682
APC-E Thin Electric 16 10 3 407
APC-E Thin Electric 16 12 3 044
APC-E Thin Electric 17 10 3 153
APC-E Thin Electric 18 12 2 902
APC-E Thin Electric 19 12 2 650
APC-E Thin Electric 20 13 2 375
APC Tripale 9 6 8 974
     
Graupner Cam Gear Prop 10 6 8 625
Graupner Cam Gear Prop 10 8 6 363
Graupner Cam Gear Prop 11 8 6 069
Graupner Cam Prop 7 6 10 265
Graupner Cam Prop 8 6 9 431
Graupner Cam Prop 9 6 8 307
Graupner Cam Prop 10 6 7 486
Graupner Cam Prop 10 8 6 485
Graupner Cam Prop 11 8 5 826
Graupner Cam Slim Prop 8 6 8 750
Graupner Cam Slim Prop 9 6 6 928
Graupner Slim Prop 8 4 10 911
Graupner Slim Prop 9 5 9 069
Graupner Quadripale prop. 6 3 17 624
     
Jenco 10 7 6 037
     
Master Airscrew Wood Electric 10 6 6 554
Master Airscrew Wood Electric 10 8 5 763
Master Airscrew Wood Electric 11 7 5 619
Master Airscrew Wood Electric 11 9 4 958
Master Airscrew Wood Electric 12 8 4 555
Master Airscrew Wood Electric 12 10 4 271
Master Airscrew Wood Electric 13 8 4 262
Master Airscrew Wood Electric 13 10 3 974

24/02/2008 Commentaires (1) Pat et Manu