Quelle hélice choisir

Très bon tuto trouvé sur le net, écrit par Patrick Lacaze

A PROPOS DES HÉLICES Sur les terrains, les avis divergent souvent quant au choix de l'hélice à monter sur un avion mais ça n'empêche pas de se fier aux recommandations des pilotes les plus expérimentés. Il y a malgré tout une frustration à ne pas être autonome pour trouver sois même la bonne hélice. A force de pédaler dans le yaourt je me suis dit qu'il fallait tout reprendre à zéro et affiner la compréhension de l'interaction des paramètres qui caractérisent une hélice. C'est quoi une hélice ? Une hélice c'est une vis qui avance dans l'air au lieu d'avancer dans le bois quand on la fait tourner. Comme une vis à bois, une hélice à une grandeur : c'est le diamètre. On devine facilement que plus le diamètre est grand plus l'hélice va brasser un grand volume d'air. C'est le diamètre qui va donner la capacité de traction par sa capacité à s'appuyer sur l'air. Une vis à bois n'est pas lisse, elle présente un sillon qu'on appelle le pas. De la même façon une hélice n'est pas plate, elle a une torsion qu'on appelle le pas également. Sur une vis à bois le pas est reproduit 10 ou 20 fois selon la longueur de la vis et il est donc facile de le visualiser : c'est la distance entre deux crêtes. C'est le pas qui fait avancer la vis dans le bois quand on tourne avec un tournevis. Sur une hélice d'avion le pas n'est reproduis qu'une seule fois et on le visualise moins bien, c'est la torsion entre le bord d'attaque et le bord de fuite de l'hélice. Mais le principe est le même et c'est le pas qui fait avancer l'hélice dans l'air. Plus le pas aura une torsions importante plus l'hélice donnera de la vitesse. Diamètre et pas son donnés en pouces sachant qu'un pouce fait 2,5 cm. Le pas est multiplié par 10 pour donner une écriture plus lisible sans virgule. Exemple 10 x 6 au lieu de 10 x 0,6 Le diamètre donne la traction et le pas donne la vitesse. L'ensemble des deux constitue l'effort (la charge) qui est demandé au moteur. On comprend aisément qu'on ne peut pas monter une hélice trop grande sur un petit moteur. Tout l'art de choisir la bonne hélice est donc de choisir l'hélice la plus puissante possible que le moteur acceptera de faire tourner au régime maxi pour lequel il a été conçu. Pour le choix d'une hélice la tentation est grande d'augmenter un paramètre sans diminuer l'autre. Dans ce cas on prend le risque de trop charger le moteur. Le gain que l'on pensera obtenir aboutira en fait à une perte de vitesse de rotation ainsi qu'à une montée en régime plus lente et le bilan global sera moins bon. Conclusion : Sur les avions qui vont vite on à besoin d'un pas important, et en contrepartie on diminuera le diamètre pour conserver la même charge de travail sur le moteur. Même raisonnement pour un avion lent et dans ce cas un diamètre plus grand conduit à diminuer le pas pour garder le même effort demandé au moteur. Comment choisir l'hélice ? Rien de plus simple il suffit de suivre les recommandations du fabricant du moteur. Je prends donc la notice que je trouve dans la boite de mon super tigre : j'en trouve 3, deux en anglais et une en français. L'examen des 3 notices permet de comprendre l'embarras des spécialistes et cet embarras permet de toucher du doigt le nœud du problème. Sur son fascicule de comptoir (PLV) le fabricant utilise la formule hélice recommandée et il en propose deux par moteur alors que dans la notice complète on trouve un tableau qui propose 6 ou 7 hélices différentes sous l'appellation plage d'hélices recommandées. Sur la notice de l'importateur français on retrouve le même tableau avec en plus une hélice de rodage ce que ne donne pas le fabricant. Pourquoi un tel patacaisse ? Parce que le marketing exige de toujours dire oui au client donc le fabricant imprime une longue liste d'hélices pour contenter tout le monde. Mais aussi le fabricant est bien en peine de vous conseiller l'hélice qui va bien s'il ne connaît pas l'avion, sa finesse, son poids, etc. Dans le doute il en rajoute. Attention les sites des distributeurs sont parfois carrément délirant avec des valeurs hautes tout à fait irréalistes il ne faut retenir que les données des fabricants. Faire simple et affiner ensuite. L'urgence est de définir l'hélice de référence et ensuite de toujours poser son choix d'hélice à partir de l'hélice de référence, c’est-à-dire, celle qui sera dans la moyenne en pas et dans la moyenne en diamètre. Si on dispose d'un compte tour il sera intéressant de noter le régime pour vérifier qu'en changeant d'hélice on ne perd pas trop de tours moteurs. Pour mon 15 cc super tigre par exemple le constructeur donne : des diamètres de 11 à 13 pouces donc je choisi 12 de base et pour le pas le constructeur donne de 6 à 9 donc je choisi 7 ou 8. Donc mon hélice de référence sera une 12 x 8. C'est celle qui conviendra pour presque tous les avions. A partir de cette hélice de référence je peux présupposer l'hélice idéale pour un avion donné : - Si l'avion est normal j'utilise l'hélice de référence. - Si mon avion est étroit et léger avec un fuselage fin et des ailes fines je monterais en vitesse avec un pas de 9 et je tombe le diamètre à 11 pour privilégier la reprise moteur. Je m'impose cette diminution en considérant que trop de traction fera chuter le régime maxi et que donc je ne serais pas gagnant à l'addition des 3 paramètres : le diamètre pour la quantité d'air brassée, le pas pour l'avance par tour d'hélice et le régime maxi de rotation du moteur. - Inversement si mon avion déplace beaucoup d'air comme un biplan ou un gros fuselage ou des ailes épaisses je vais diminuer la vitesse (donc le pas) et je vais privilégier la traction donc le diamètre ce qui me conduira à adopter une hélice de 13 x 6. J'aurais pu aussi choisir 13 x 7 mais il n'est probablement pas utile de garder du pas (7) car cela reviendra à demander de la vitesse à un avion qui ne peut pas en donner. En descendant le pas de deux point (de 8 à 6) par rapport à l'hélice de référence je vais soulager le moteur qui prendra ses tours plus facilement ce qui me servira à l'atterro pour les petits coups de gaz en approche ou tout simplement pour relancer après un passage lent pour faire admirer l'avion. Plus tard je pourrais tenter une 12x7 qui sera un peu moins puissante que la 13x6 car le diamètre charge plus le moteur que le pas et monter d'une valeur en diminuant l'autre paramètre n'est pas totalement exact Tout est affaire ensuite de pilotage. Exemple lorsque avec un 26 cc essence l'hélice de référence est une 18 x 8 et que je choisis une 18 x 6 donc une hélice lente, je suis finalement moins pénalisé qu'il n'y parait car le moteur sera moins chargé et montera plus vite dans les tours donc les reprises d'accélération seront meilleurs. Dans la partie montante d'une figure, le moteur étant moins chargé qu'avec une 18 x 8 (considérée comme la référence), je perds les tours moteurs moins vite et donc je grimpe un peu mieux. C'est aussi le parti pris de quelqu'un qui veut voler lentement. Par contre si après m'être bien familiarisé avec cette hélice je constate que mon avion monte en régime mais pas en vitesse je peux considérer que le moteur pourrait être plus chargé en vitesse. A moi de voir qu'avec une 18 x 8 je ne perds pas trop de tours trop vite dans les grimpettes et que au contraire la prise d'élan étant meilleure je voltige plus tonique. Mais avant de changer d'hélice trop tôt je vais d'abord bien me familiariser avec une hélice pour sentir véritablement la différence de façon à ne pas inventer des résultats qui en réalité provienne de mon pilotage. Autre exemple très significatif du choix d'une hélice autour du 7,5 cc. L'hélice de référence est une 10 x 7 (pour équiper un Calmato sport et bien d'autres) mais les fabricants ont développé une hélice de 12,25 x 3,75. Cette hélice très éloignée de l'hélice de référence fonctionne très bien pour les avions spécifiques au 3 D (pendu à l'hélice). Elle donne les résultats prévisibles, à savoir que l'avion n'avance plus mais qu'il grimpe au ciel et tient le torque roll. Par cette exemple on voit qu'on est descendu de 3 pouces de pas pour pouvoir monter de deux pouces de diamètre et que donc  la proportion par rapport à l'hélice de référence est de 3 pour 2. Si vous disposez d'un avion léger et tolérant, vous pouvez donc tenter les extrêmes. C'est amusant et ça change très sensiblement le comportement de l'avion et donc le pilotage qui va avec. Mais attention toutefois à l'atterrissage et au décrochage car l'avion est très fortement ralenti. Conclusion : On voit qu'il n'y a pas de réponse impérative et péremptoire par contre il y a bien des règles à considérer : Toujours garder à l'esprit l'hélice de référence que vous déterminerez à partir de la liste d'hélices éventuellement compatibles avec le moteur. Liste donnée par le constructeur du moteur et non pas par les distributeurs dont l'enthousiasme est souvent proche du délire. Le calcul se fait à la fois en pas et en diamètre. Ne s'éloigner de cette valeur qu'avec prudence et en sachant d'avance ce que l'on veut obtenir soit en vitesse soit en traction en fonction des caractéristiques de l'avion. Dans le doute on utilise l'hélice de référence sans chercher à "faire mieux". Augmenter le diamètre charge plus le moteur qu'augmenter le pas. Il faut souvent descendre de deux pas pour pouvoir monter de un diamètre. Pour un avion donné la bonne hélice donne à la fois la traction et la vitesse car l'élément qui prévaut reste que le moteur doit grimper dans les tours avec facilité. On charge toujours trop les moteurs avec des hélices trop puissantes. Résultat la performance (régime maxi et capacité à accélérer) chute bien au-delà de l'amélioration que l'on a cru obtenir. Une hélice rapide ne fonctionne pas bien sur un avion lent, et inversement. Nos moteurs (méthanol) fonctionnent sur le principe de l'autoallumage et un moteur qui ne prend pas ses tours correctement pour cause d'hélice trop puissante s'engorge, la bougie se mouille donc le filament refroidi et le moteur cale. Pour ceux qui ne disposent plus de documents constructeur voici une liste d'hélices de référence pour : Gamme super tigre (document fourni par Super Tigre en 2007) : G34 : 9 x 6 - GS40 : 10 x 6 - GS45 ABC : 10 x 7 - G51 : 10 x 8 - G61 : 11 x 7(8) G75 : 12 x 7 - G90 : 12 x 8 - G2300 : 18 x 8 Si vous regardez attentivement cette liste vous constaterez que pour le 40, le 45 et le 51, l'hélice de référence théorique propose de conserver un diamètre de 10 tandis qu'elle accepte de monter en pas et il faut attendre le 61 pour passer à un diamètre 11. La encore on a la démonstration que le diamètre charge plus que le pas. Gamme ThunderTiger (document fourni par Thunder Tiger en 2005) GP10 : 7x5 - GP25 : 9x5 - GP40 : 10 x 6 - GP42 : 10 x 7 - GP61 : 11 x 7 Gamme Magnum (document fourni par Magnum en 2008) XLS40 : 10 x 6 - XLS46 : 11 x 6 RESUME HYPER SIMPLIFIE : 40=10x6       45=10x7       50=11x6       60=11x7       90=12x7 Nota : dans la notice du XLS46, Magnum cite également une 12 x 4 donc proche de la fameuse 12,25 x 3,75 ce qui illustre tout à fait le propos sur l'étendue des choix des hélices. Par contre lorsque vous lisez que le XLS 40 supporte une 11 x 6 on peut supposer que ce ne peut être vrai qu'associé à un carburant amélioré et un pot d'échappement spécial de type résonateur, le tout associé à un avion qui déplace peu d'air. Par ailleurs le fabricant insiste beaucoup sur la vitesse maxi au sol qui doit être comprise entre 13000 et 16500 tours par minute. Cette plage de vitesse est large ce qui illustre parfaitement qu'on peut charger plus ou moins son moteur selon son style de pilotage et les caractéristiques de finesse (ou pas finesse) de son avion.