Design de proppeler/hélice

[ker2x]

Coucou la foule, je suis en train de concevoir un motoplaneur electrique dans plane-maker.
Je m'en sors plutot pas mal (il vole ) mais je galere pour le design de l'helice.

C'est un moteur electrique de 20HP a 5000rpm.
Le design me limite a un rayon de 1.5ft (ce qui est plutot court) et l'helice est (pour l'instant) a pas fixe.

Est ce que vous connaissez de la bonne doc pour apprendre le design d'helice ? (de preference appliquable a x-plane )
C'est pour un planeur, donc il faudrait qu'elle soit particulierement efficace basse vitesse (<80kts) et a haut rpm (5000).

Il faudrait pouvoir la mettre en echarpe pour planer.

Merci

[ker2x]

Le cockpit :


Le design general (qui a deja changé depuis le screenshot, j'ai abandonné l'aile haute et augmenté l'envergure)

[ker2x]

J'ai changé de design, je suis passé a 2x10HP (apres avoir testé les rotor contrarotatif)

[ker2x]

Parmis les problèmes actuels encore a régler :
- j'ai suis en "constant RPM", est ce que c'est un choix judicieux par rapport a "constant tip mach" ? il me semble que oui vu ma faible altitude et vitesse.
- je n'arrive pas a mettre l'helice en echarpe avec les gaz au minimum bien que j'ai coché la bonne case
- Combien de pales ? Quel avantage a avoir moins de pales ?
- J'ai choisi les longueurs de corde un peu de facon pifometrique, comment choisir ?
- Une vitesse de M0.7 en bout de pale, c'est bon ? Quel est le max acceptable (il me semble que c'est 0.7)
- Que ce passe t'il quand le bout de pale passe en supersonique ?
- Ducted fan ou pas ? (a prioris : pas)
- Sur mon design les moteurs sont devant les flaps, c'est acceptable ? (je sais qu'il ne faut pas les mettres devant les ailerons par contre)
- faible incidence et hauts RPM ? ou grande incidence et faibles RPM ? (sachant qu'on peut mettre un reducteur pour convertir de la vitesse de rotation en couple)

Voila voila

[Chouchou2570]

Lo,

Alors déjà, çà afit plaisir de voir un retour au source d'X-Plane. Avant l’avènement du Eye-candy, les modèles expérimentaux comme le tiens étaient nombreux. Depuis, si t('as pas le pare-soleil animé, t'es pas cool

Alors, les hélices, c'est un vaste sujet que peu de gens maitrise à mon avis. On fait tous un peu à tâtons, en faisans de nombreux essais. En gors, on dimensionne l'hélice pour obtenir les RPM et le taux de montée et on joue sur la traînée pour la vitesse de croisère.
Toi, tu pars de 0, donc il faut figer qqs paramètres et faire varier petit à petit les autres pour trouver le meilleur compromis.

A ce que j'en sais, le meilleur rendement est obtenu avec une grande hélice tournant lentement. De plus, tu limites le bruit. Oublie donc le coté supersonique, ce en sera pas efficace sur un appareil volant à 120 kts.
Pour ce qui est de la mise en drapeau, il afut bien spécifié le débattement mini/maxi des pales dans le menu engine settings (feathered pitch prop et min and max pitch)
Toutefois, la mise en drapeau pose qqs soucis avec X-Plane et j'ai remarqué qu'il faut bien ralentir le zinc pour que l'hélice arrête de mouliner et que la mise en drapeau soit effective

Les moteurs devant les flaps, pourquoi pas. L'idéal est surtout qu'ils soufflent les gouvernes de profondeur et direction, histoire de garder du contrôle à faible vitesse.

C'est tout pour cette fois ;-)
Olivier

[beber]

Pour l'efficacité de ton hélice il y a deux paramètres qui vont beaucoup jouer sur les performances une fois que tu auras défini les caractéristiques principales (taille, type...).
Ces paramètres sont: le "design RPM" et le "design speed"
En modifiant ces paramètres, Plane-Maker va modifier le profil de ton hélice pour correspondre aux données voulues (on peut aller jusqu'à une hélice de plus en plus courbée de type A400M par exemple) et ça va grandement influencer les performances de l'hélice (certainement plus que le profil airfoil de celle-ci).

Après, à toi de trouver le meilleur compromis pour ton projet (emplacement, encombrement, performance...) ce sont les joies de la création !
Le gros plus d'X-Plane (via Plane-Maker) c'est qu'il permet de se frotter à l'exercice difficile mais passionnant de la conception aéronautique !

[ker2x]

Haaa des reponses

Je reprend du debut :
- A la base j'avais une dérive en T et le moteur devant. On m'a dit : "le moteur devant la derive ca le fait pas"
- je suis passé a une derive en V : Moui, un peu mieux
- j'etais limité a 1.5ft de rayon maxi max.
- j'etais en aile haute
- Les grandes helices : je peux pas
- je suis passé en aile centrale (c'est comme ca qu'on dit?) pour eviter d'avoir les turbulences de l'aile en plein le V (ce qui ne causai pas trop de probleme avec la derive en T)
- j'ai mis les moteurs sur les ailes maintenant. je suis toujours bien limité en rayon des hélices par la hauteur des ailes par rapport au sol.
- je peux eventuellement repasser en aile haute pour avoir des plus grandes helices.

- design RPM et design speed : reglé

Je m'etais basé sur un moteur electrique reel de planeur :
The Nova 15, A 15 KW motor weighing in at 2.5 kg turning 4900 RPM at 80 V developing 30 NM of torque.
This is approximately 20 hp and 5.5 pounds

Maintenant je suis passé a 10HP (7.5Kw) faut que je revise ca.

Je vais reflechir pour repasser en aile haute et grandes helices. (et avec un reducteur)

Pour la mise en drapeau (et pas echarpe comme j'ai dis ...) je vais revoir si j'ai pas zappé un truc.
Mais j'ai coché l'auto-feather donc normalement j'ai pas a le faire a la main.


C'est clair que dans tout ca il faut que je passe a de la théorie a un moment ou a un autre. Parce qu'il y a des trucs intuitifs qu'on peut faire avec un peu de bon sens. (genre incidence plus elevée a la base de l'helice, vu que la vitesse est plus faible au centre qu'en bout de pale).

Et, comme tout, il doit y avoir des trucs contre-intuitifs qui nous mettent dedans quand on connais pas la théorie.

Et la j'ai du mal a trouver de la doc (francais ou anglais) a ce sujet.

Je ferai une release utilisable d'ici la fin de la semaine au plus tard.

PS @hydroz : j'aime bien tes avions

[ker2x]

Ha et l'avantage de l'aile en V : j'ai pu reculer le moteur, ce qui me permet de l'avoir un peu plus a haute d'aile.

[ker2x]

Ce qui me semble intuitif pour un planeur lent :
- grandes helice (si possible)
- rotation lente
- grande incidence

[Sim-Air]

Plus l'hélice est grande plus elle sera efficace, le plus efficace étant une grande bipale. Si tu manque de place il faut réduire le diamètre et augmenter le nombre de pales.
Pour les ducted fan, oublie. Le seul avantage que j'y vois est la réduction du bruit et vu la puissance de tes moteurs ça ne devrait pas être un problème. Par contre tu auras une perte d'efficacité.

Avec un petit moteur comme le tiens tu peux monter le moteur devant ou derrière un empennage en T (voir le Seawind 3000 ou le planeur Sunseeker). Il peut effectivement y avoir des problèmes de vibrations et les empennages devront être renforcés, et le pilotage sera plus compliqué, mais ce n'est pas impossible. A toi de peser le pour et le contre. Ta solution avec empennage en V semble pas mal mais limite vraiment le diamètre de l'hélice donc tu auras une grosse perte d'efficacité.

Mais c'est vrai que concevoir une hélice n'est pas évident. Je suis confronté au même problème en ce moment avec un projet universitaire pour lequel j'ai réalisé un modèle X-Plane, et pour l'instant je me suis contenté de copier les hélices d'avions déjà modélisés avec des moteurs similaires.

[ker2x]

Ha mais oui tiens, je pourrai mettre les moteur en "propulsion" aussi.

[ker2x]

J'ai modifié le planeur (voir le post 'cherche betatesteur')
Je suis repassé en aile haute avec 2x10HP sur les ailes, ce qui m'a permis d'augmenter la taille des helices

[Pierroy]

Salut ker2x!

je viens de voir la capture d'écran en vue extérieure dans ton topic "béta-test v0.3"... et la position des hélices sur les ailes si près du sol m'a donné une idée originale: et si tu mettais les hélices au bout des pointes du "V" de l'empennage? Ca ferait un peu "Caravelle", et ça pourrait éviter de passer en mode tondeuse au roulage?
Bon, on perd le "soufflage" des gouvernes mais ça pourrait être sympa... et pour éviter un écoulement perturbé sur le profil du "V", possibilité donc de les mettre en propulsion, et contra-rotatives pour éviter toute dissymétrie d'écoulement...
C'est juste une idée, mais qui sait?

Pierrot

[ker2x]

Le probleme c'est qu'il semblerai que les moteurs plus haut que les ailes fasse piquer du nez le planeur des qu'on met les gaz.

[PhM]

Le probleme c'est qu'il semblerai que les moteurs plus haut que les ailes fasse piquer du nez le planeur des qu'on met les gaz.

Ben oui, puisque au dessus du CG le couple va faire piquer du nez. Si en dessous ça lève le nez.

PhM