Hélice

L'hélice est donc l'élément essentiel pour "tracter" l'avion, le faire décoller et voler en l'air. Chaque pale de l'hélice constitue en quelque sorte une petite aile de fort allongement, qui, en rotation, génère une poussée vers l'arrière de l'appareil, créant ainsi la traction de ce dernier.

 

Une hélice est caractérisée par : son nombre de pales, son diamètre et son pas (ou avancement théorique par tour). Ces caractérisques sont dictées par les performances souhaitées et espérées d'une part, en fonction de la puissance délivré par le moteur à une vitesse de rotation donnée, d'autre part.

Mais ayant opté pour une hélice à pas fixe,(et oui, il existe des hélice à pas variable !) tout est affaire de compromis. Ainsi, par exmple, une hélice à grand pas autorisera une vitesse de vol plus rapide (sous réserve d'une puissance moteur suffisante) mais allongera la distance de décollage et inversement...

J'ai donc recalculé les caractéristiques de mon hélice selon mes souhaits.

Mais avant de réaliser celle qui sera montée sur mon appareil, et à titre d'apprentissage, je suis passé par la réalisation d'une hélice à l'échelle 1/2

En voici le résultat. Je vous en détaillerai les étapes de réalisation sur la prochaine, en vraie grandeur !

 

Vue en bout de pale, nous apercevons l'évolution de l'angle d'incidence de la pale depuis le moyeu jusqu'à son extrémité (décembre 2012) :

 

Voici donc maintenant la réalisation de la vraie :

Les planches de pin de Caroline du nord ont d'abord été collées "tête-bêche" pour constituer ce bloc parallélépipédique, dégauchi par mon ami Daniel. 

Pour ne pas m'y perdre, j'ai repéré ici la face avant, le sens de rotation et les bords d'attaque et de fuite de chaque pale. Il ne s'agit pas de réaliser une hélice qui ferait reculer mon avion !

N'hésitez pas à double-cliquer sur les photos pour les agrandir pour mieux apprécier les détails :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ensuite, il faut déterminer les caractéristiques essentielles de cette hélice en fonction de la puissance disponible et de la vitesse de croisière espérée.

Un petit tableau Excel permet de recalculer rapidement les angles d'incidence de chaque pale en fonction de sa distance au centre et de déterminer en conséquence le tracé du Bord d'attaque et du Bord de fuite :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Des morceaux de bois complémentaires ont été collés au bord de fuite situé vers le centre de l'hélice. En effet, compte tenu de l'incidence beaucoup plus élevée au centre, l'épaisseur du madrier n'est plus suffisante, et plutôt que de l'avoir prévu plus épais dès le départ, ces morceaux de bois ne sont collés qu'aux endroits nécessaires :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Des repères, à intervalles réguliers, sont tracés à l'aide d'un compas " à verges" de fabrication "maison", à partir d'un centreur servant de référence à toute la réalisation de l'hélice et qui servira aussi à la monter centrée sur le nez du réducteur :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Tracé du bord de fuite par rapport au bord d'attaque, situé sur l'autre face et qui, lui, est rectiligne :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  

A chaque intervalle, j'opère une découpe à l'égoïne pour rejoindre bord d'attaque et bord de fuite (on remarquera le centreur et les trous de passage des boulons de fixation de l'hélice) : 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  

Puis, au ciseau à bois, j'enlève le bois "inutile" de section en section. Nous voyons alors évoluer la face intrados de la pale : 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Après donc avoir été dégrossie au ciseau à bois, la surface de l'intrados a été  grossièrement poncée  pour définir une surface de référence. 

Sur la photo ci-dessous, chacune des pales a été détourée pour obtenir cette forme harmonieuse que l'on voit ici en plan :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ensuite, c'est au tour du coté extrados de subir les mêmes opérations.

Ci-dessous, nous voyons apparaître un seul plan correspondant à la pente des 2/3 arrière de chaque pale. Nous voyons donc du coté du bord d'attaque les traces qui vont me guider pour ébaucher la forme de celui-ci (voir photos plus bas) :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Nous voyons, ci-dessous, la section en bout de pale, avec le profil plat de l'intrados (dessous) et un profil plat sur les 3/4 arrière du profil extrados (au-dessus) :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Le 1/4 avant de l'extrados est alors dégrossi au ciseau à bois selon les lignes de repères mentionnées plus haut.

D'abord quelques traits de scie:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Puis on fait sauter le bois d'un coup de scie à l'autre avec un ciseau à bois :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Après avoir dégrossi l'extrados je trace un quadrillage de repères permettant une vérification des épaisseurs et du profil de chaque pale :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 L'égalité des incidences de chaque pale est vérifiée point par point à la fausse équerre : 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Vérification en chaque point des épaisseurs du profil au compas d'épaisseur :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Les sur-épaisseurs sont reprisent en comparant les profils de chaque pale au "profil à peigne" :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Pour finir, le bord d'attaque est façonné tant coté extrados que du coté intrados en respectant le profil Clark demandé :

 

 L'hélice est ensuite stratée de 2 couches de tissu carbone. Elle repose ici sur 2 réglets parfaitement horizontaux pour en rechercher l'équilibre statique.

A ce stade : 2.710 kg. :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Confection des moules pour les flasques avant et arrière d'hélice pour centrer le cone :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Les flasques en sortie de moule après petits évidements d'allègement :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Le revers du flasque arrière est pourvu, en sa périphérie, d'un tube rilsan fermé, rempli de mercure. Sous l'effet d'un éventuel balourd dynamique crée par l'hélice, ce mercure, par réaction ira se positionner du coté opposé et réduire ainsi ce balourd (automatiquement ! )  :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  

 

 

 

Préparation du cone pour tracer les entailles de passage des pales :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  

Relevé du profil des pales :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Report du profil sur le cone :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Le cone après 2° couche d'apprêt, avant ponçage (13/10/2016) :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Vue de face de l'hélice en place, coiffée de son cone en sortie de peinture  (février 2017) :