J'ai vue des photos d'un Spit (meeting de la Ferté Alais 2005) doté d'hélices contra-rotative placées l'une derrière l'autre. L'avant du Spit était trés long et il me semble avoir entendu dire que son moteur était extrémement puissant.
J'ai bien une petite idée des réponses mais voici tout de même mes questions :
1) Est-ce que la présence d'hélices contra-rotative est imposée par l'existence d'un couple trop important qui rendrait l'appareil difficile à piloter ?
2) Est ce que le fait de placer deux hélices l'une derrière l'autre ne nuit pas à l'efficacité globale du système propulsif ?
En résumé : tant que le couple du moteur d'un chasseur est raisonnable on utilise une seule hélice par ce que c'est plus efficace. Par contre, si on veut utliser un moteur trés (trés !) puissant, l'utilisation d'hélices contra-rotative est rendu indispensable à cause de la prédominance de l'effet gyroscopique qui rend l'avion difficile à piloter.
[Question] Performance aérodynamique des hélices contra-rotatives "en série"
#2
mettre des helices contrarotative n'a que des avantages pour un unique inconvenient mais de taille :
avantages :
- recuperation du flux rotationnel de la premieres helices
-amelioration du rendement propulsif de 6 à 10 %
-compensation de l'effet roulis a tous les regimes
-minimisation du debit massique perdu par la premiere helice
-à puissance egale diametre d'helice plus faible
-vitesse de rotation legerement plus faible a traction equivalente
inconvenients:
complexite mecanique impliquant une plus grande usure et taux d'attrition...
voili voilà
le top du top en basse moyenne vitesse , c'est l'helice contrarotive carenée avec effet eventuri de la carene...mais au dela d'une certaine vitesse ca devient le pire du pire...
avantages :
- recuperation du flux rotationnel de la premieres helices
-amelioration du rendement propulsif de 6 à 10 %
-compensation de l'effet roulis a tous les regimes
-minimisation du debit massique perdu par la premiere helice
-à puissance egale diametre d'helice plus faible
-vitesse de rotation legerement plus faible a traction equivalente
inconvenients:
complexite mecanique impliquant une plus grande usure et taux d'attrition...
voili voilà
le top du top en basse moyenne vitesse , c'est l'helice contrarotive carenée avec effet eventuri de la carene...mais au dela d'une certaine vitesse ca devient le pire du pire...
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#3
On peut répondre oui à tes deux questions il me semble.
Pour info le griffon installé sur ce Spit XIX n'est pas plus puissant que les Griffon d'origine ... c'est essentiellement une histoire de couple.
D'ailleurs dans la famille Spit seuls les Seafire (46 et 47) seront dotés de doublets d'hélices en série, une réponse à la spécificité des avions embarqués ...
Les XIX ne furent jamais motorisés de la sorte c'est un arrangement du restaurateur et de l'ancien proprio. Impressionant néammoins !!
Pour info le griffon installé sur ce Spit XIX n'est pas plus puissant que les Griffon d'origine ... c'est essentiellement une histoire de couple.
D'ailleurs dans la famille Spit seuls les Seafire (46 et 47) seront dotés de doublets d'hélices en série, une réponse à la spécificité des avions embarqués ...
Les XIX ne furent jamais motorisés de la sorte c'est un arrangement du restaurateur et de l'ancien proprio. Impressionant néammoins !!
#4
Patryn vient d'ajouter des nuances à mon propos ... je ne m'y connait pas assez pour argumenter !! 
#5
Je suis étonné que l'écoulement généré par la première hélice ne soit pas contrarié par la présence de le deuxième hélice au point que cela nuise à la performance de l'ensemble.
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BlackbirdSR71
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#6
Et dans le cas d'un helicoptere, genre Kamov ? Je pesne que ca amelirorerait la capacité d'emport, mais si en prend par example un AH-64A et un Ka-50, lequel sera plus "instable" (qui vibrera) ? Le Kamov?
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Clarence L. Kelly Johnson
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TooCool_12f
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#7
le kamov sera plus stable, vu que le couple sera nul par définition... de plus, il sera moins vulnérable, considérant que s'il est touché au rotor, un hélico descend quoi qu'il arrive, mais s'il est zigouillé à l'arrière, seul l'apache dégringolera (et méchamment, qui plus est)
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TooCool_12f
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- Inscription : 06 août 2001
#8
tiens, je viens de m'apercevoir que chui descendu de 6000+ posts à 1800 et des poussières...
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#9
pipolaki a écrit :Je suis étonné que l'écoulement généré par la première hélice ne soit pas contrarié par la présence de le deuxième hélice au point que cela nuise à la performance de l'ensemble.
c'est plutot le contraire....le meilleur rendement se fait avec un debit massique le plus grand pour une acceleration la plus faible au contrario d'un turboreacteur qui va chercher a accelerer le plus possible une petite masse d'air.
donc l'interet d'avoir les plus grandes pales possibles + le roulis a compenser + les pertes rotationnelles des pales du fait de l'allongement fini qu'on aimerait recuperer = solution contrarotative
les seafires en sont equipe et c'est relativement logique car pour exprimer le plein potentiel d'un moteur au niveau tactique il faut un bon rendement propulsif...or une petite pale implique une grande vitesse de rotation donc une grande acceleration du fluide apres passage dans l'helice. Ce qui nuit grandement au rendementr propulsif...donc on augmente tant qu'on peut le diametre de la pale ( exemple le F4U avec 4m23 de diametre qui on impose le profil en W caracteristique des ailes du corsair)....mais parfois on fait le choix de mettre des contrarotatives car ca permet de diminuer de 20% le diametres des couples d'helices par rapport à l'equivalent monohelices ...donc 4m23 devient 3.38m en contrarotatif ce qui peut etre interressant pour un PA....mais on le paye par une maintenance mecanique infernale pour l'epoque...D'où le choix de se mettre en W pour des raisons operationnelles en ce qui concerne le corsair....
mais la solution technique la plus avantageuse reste le contrarotatif dans ce cas...on exprime autant de puissance , pour un encombrement plus faible et une conso reduite jusqu'a 10%
pour les helico c'est encore plus marquant dans tous les domaines , avantageux ou desavantageux ....Avantageux car les diametre d'helicos sont enormes donc en conservant ces diametres avec le contrarotatif on diminue en gros la conso de 10% donc le rayon d'action ....on elimine une chaine mecanique au niveau du rotor de queue et on gagne en puissance d'urgence au cas où....mais la complexite mecanique du rotor est encore plus demoniaque....
j'ai fait un petites doc sur les helices elle est en biblio C6 dans IL2 AEP DOC
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Moos_tachu
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#10
Même constatation pour moi, même si je n'ai perdu qu'un "petit" millier de posts...TooCool_12f a écrit :tiens, je viens de m'apercevoir que chui descendu de 6000+ posts à 1800 et des poussières...
Encore un coup de la 4ème dimension ?
Mud, Wind and Fire
#11
C'est pas imposé dans la mesure où on pourrait se passer de cette solution, mais c'est clair que ça aide bien...1) Est-ce que la présence d'hélices contra-rotative est imposée par l'existence d'un couple trop important qui rendrait l'appareil difficile à piloter ?
D'après Christophe Jacquard, son Spit Mk XIX grimpe comme une fusée par rapport à celui qu'il avait avant.2) Est ce que le fait de placer deux hélices l'une derrière l'autre ne nuit pas à l'efficacité globale du système propulsif ?
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There are three simple rules for making a smooth landing: Unfortunately, no one knows what they are.
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TooCool_12f
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#12
D'après Christophe Jacquard, son Spit Mk XIX grimpe comme une fusée par rapport à celui qu'il avait avant.
pour l'avoir vu décoller à la ferté, je confirme, ça grimpe comem aucun autre warbird sur le plateau:
y a qu'à voir l'angle, il a décollé plus court que tous les autres et cabré, ben, comme ceci:
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#13
Bonjour ,Patryn a écrit :
j'ai fait un petites doc sur les helices elle est en biblio C6 dans IL2 AEP DOC
j'ai pas trouvé ... quel est le nom du fichier
Merci .
#14
Comme le disait Patryn c'est principalement pour des raisons de couple. Ca évite également d'avoir une hélice gigantesque qui laisse 15 cm (j'exagère un peu mais bon) de libre entre le bout de pale et le sol. En plus l'utilisation d'un réducteur permet de jouer avec la vitesse en bout de pale, ce qui fait qu'on atteint pas le régime supersonique. Question rendement, c'est nettement plus intéressant.
Ensuite vous avez pas totalement tort en disant qu'avec ça grimpe mieux, je dirai plutôt "ça tracte mieux". Pour preuve, ça commence à se généraliser à Reno, sur des Griffon équipant les P-51 en expérimental qui ont encore plus de puissance que les modèles d'origine. La casse se fait jamais au niveau du réducteur, mais toujours au niveau des bielles ou du vilo, avec à la clef un contact piston-soupape sur au moins un cylindre.
Ensuite vous avez pas totalement tort en disant qu'avec ça grimpe mieux, je dirai plutôt "ça tracte mieux". Pour preuve, ça commence à se généraliser à Reno, sur des Griffon équipant les P-51 en expérimental qui ont encore plus de puissance que les modèles d'origine. La casse se fait jamais au niveau du réducteur, mais toujours au niveau des bielles ou du vilo, avec à la clef un contact piston-soupape sur au moins un cylindre.
Heureux celui qui peut d'une aile vigoureuse
S'élancer vers les champs lumineux et sereins
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toopack66
#15
Ce que tu dis suppose que ce soit une modif d'un élément non prévu pour accepter les contraintes liées à ce nouvel élément.
Faire fabriquer un nouveau vilo ( avec nouveaux calcul de contraintes/résistance)
n'est pas exorbitant comparé avec la réfection d'un tel moteur non ?
D'un autre coté les paliers sont-ils hors tolérences aprés......?
Je ne me fait aucun soucis quand à la capacité téchnique d'une bonne implantation d'un tel systéme, suffit je pense de bien s'y pencher
Faire fabriquer un nouveau vilo ( avec nouveaux calcul de contraintes/résistance)
n'est pas exorbitant comparé avec la réfection d'un tel moteur non ?
D'un autre coté les paliers sont-ils hors tolérences aprés......?
Je ne me fait aucun soucis quand à la capacité téchnique d'une bonne implantation d'un tel systéme, suffit je pense de bien s'y pencher
#16
Nan il ne s'agît pas forcément de la modif d'un élément, vu que certains ex Mustang sont remotorisés avec des Griffon qui équipaient il y a une vingtaine d'années les Shackleton de la RAF pour l'observation et la lutte ASM, dotés d'origine de contra prop.
Mais pour aller plus loin, les vilos pètent ainsi que les bielles parce que la puissance dépasse largement celle d'origine, et comme tout moteur surmené ça finit forcément par se payer, qui plus est du point de vue technologique, métallurigique on a fait de grandes avancées depuis le Merlin-Griffon et autres. Les mécanos font tourner les moteurs avec un rapport volumétrique supérieur à la moyenne, malgré l'ajout d'un détecteur de cliquetis, il ya toujours des ennuis même si le moteur ne tourne que 2 à 3 heures au grand max lors des courses, compris le fait qu'ils évoluent avec un carburant à haut taux d'octane. La pression d'admission est elle aussi supérieure, je parle pas des modifs effectuées au niveau des compresseurs ou turbocompresseurs pour gaver les moteurs à l'altitude à laquelle ils évoluent. Sachant que leurs moteurs sont poussés aux alentours des 2700-2800 chevaux (2300 d'origine en moyenne) on va dire pour moyenner que ça fait entre 200 et 300 chevaux de plus que d'origine et sur un moteur qui date des années 30 (puisque le Merlin et le Griffon sont dérivés du Rolls-Royce R, du Kestrel qui datent de la fin des années 20 début des années 30) ça pose forcément problème, puisque ça n'a pas été conçu ou modifié d'origine pour encaisser ce surplus de puissance.
Fabriquer un nouveau vilo... le problème n'est pas de le fabriquer (quoi que... entre la réfection et la fabrication d'un vilo, la réfection coutera moins cher), le souci repose principalement sur l'équilibrage. Sur un moteur normal ça ne poserait que peu de problèmes, mais sur un moteur suralimenté et gonflé, c'est une toute autre histoire... Ici on entre dans l'équilibrage en correspondance à certains régimes de vibrations et on ne peut pas équilibrer un vilo "au petit poil" pour qu'il corresponde à toute une plage de régimes. C'est ce qui explique que certains cassent à bas régime, tandis que d'autres se brisent à haut régime dans certains cas de figure. Celà dit la majorité des casses à Reno reposent sur une bielle qui n'a pas supporté le traitement infligé, une combustion détonante sur un ou deux cylindres, un serrage de piston (eh oui ça n'arrive pas qu'aux deux temps
), un contact ciel de piston soupape voir un arbre à cames cassé en deux.
Mais pour aller plus loin, les vilos pètent ainsi que les bielles parce que la puissance dépasse largement celle d'origine, et comme tout moteur surmené ça finit forcément par se payer, qui plus est du point de vue technologique, métallurigique on a fait de grandes avancées depuis le Merlin-Griffon et autres. Les mécanos font tourner les moteurs avec un rapport volumétrique supérieur à la moyenne, malgré l'ajout d'un détecteur de cliquetis, il ya toujours des ennuis même si le moteur ne tourne que 2 à 3 heures au grand max lors des courses, compris le fait qu'ils évoluent avec un carburant à haut taux d'octane. La pression d'admission est elle aussi supérieure, je parle pas des modifs effectuées au niveau des compresseurs ou turbocompresseurs pour gaver les moteurs à l'altitude à laquelle ils évoluent. Sachant que leurs moteurs sont poussés aux alentours des 2700-2800 chevaux (2300 d'origine en moyenne) on va dire pour moyenner que ça fait entre 200 et 300 chevaux de plus que d'origine et sur un moteur qui date des années 30 (puisque le Merlin et le Griffon sont dérivés du Rolls-Royce R, du Kestrel qui datent de la fin des années 20 début des années 30) ça pose forcément problème, puisque ça n'a pas été conçu ou modifié d'origine pour encaisser ce surplus de puissance.
Fabriquer un nouveau vilo... le problème n'est pas de le fabriquer (quoi que... entre la réfection et la fabrication d'un vilo, la réfection coutera moins cher), le souci repose principalement sur l'équilibrage. Sur un moteur normal ça ne poserait que peu de problèmes, mais sur un moteur suralimenté et gonflé, c'est une toute autre histoire... Ici on entre dans l'équilibrage en correspondance à certains régimes de vibrations et on ne peut pas équilibrer un vilo "au petit poil" pour qu'il corresponde à toute une plage de régimes. C'est ce qui explique que certains cassent à bas régime, tandis que d'autres se brisent à haut régime dans certains cas de figure. Celà dit la majorité des casses à Reno reposent sur une bielle qui n'a pas supporté le traitement infligé, une combustion détonante sur un ou deux cylindres, un serrage de piston (eh oui ça n'arrive pas qu'aux deux temps
), un contact ciel de piston soupape voir un arbre à cames cassé en deux.Heureux celui qui peut d'une aile vigoureuse
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toopack66
#17
Ha oui , à ce point , c'est la conception entière du moulin qui est à revoir.
Je comprend mieux maintenant
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#18
Bah en fait ce n'est pas que ce soit la conception qui soit à revoir, c'est plus simplement qu'on lui faire prendre des régimes, qu'on lui fait développer une puissance pour laquelle il n'a pas été conçu. Donc à un moment ou un autre, même avec des soins attentifs des mécaniciens, il finira forcément par protester d'une manière ou d'une autre...
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#19
ce sont de vieux moteurs surtout ...mais si la chaine de culbuterie est completement refaite ( ce qui m'etonnerai pas ) si les sieges de culasses sont redessine avec les lumieres qui vont bien....vu que la conception de l'epoque se basait sur des coef de securite à grand papa....ben paradoxalement ca devraient etre bien plus fiable qu'un moteur d'aujourd'hui d'un point de vue meca...le seul hic c'est que ces moteurs ne disposent pas de l'arsenal de regulation electronique qui va bien et que les pilotes ont tendances à les confondre avec des boxers de porsches....fatalement....
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#20
Nan il n'y a pas de régulation dessus, compresseur et carburateur sont entièrement mécaniques, le seul boitier electro c'est le détecteur de cliquetis. Quand à la prépa culasse, personne ne l'a jamais faite à ma connaissance, vu le type de conduits ça ne m'étonne pas trop. Il n'y a qu'un seul type qui a fait passer une paire de conduits au flow bench mais les résultats ont été très décevants, même en essayant de refaire une aérodynamique de conduits en essayant différents trucs. Puis refaire une culasse de Merlin ou de Griffon avec des conduits réactualisés j'ose même pas imaginer le prix que ça couterait. Mais entre un Merlin et un moteur d'aujourd'hui je prends d'office le moteur d'aujourd'hui, si tenté qu'on en trouve un dans cette classe de puissance, sachant que le Merlin a un point faible rédibitoire et particulier, c'est la casse du pied de bielle. Et la réparation d'époque prévue par Rolls-Royce était tout ce qu'il y a de plus empirique... C'est très loin d'être aussi solide qu'on le pense.
Tu n'as pas de culbuteurs sur un Merlin ou un griffon, puisque c'est une distribution par cascade de pignons . Il y a juste des basculeurs entre arbres à cames et soupapes.
Tu n'as pas de culbuteurs sur un Merlin ou un griffon, puisque c'est une distribution par cascade de pignons . Il y a juste des basculeurs entre arbres à cames et soupapes.
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toopack66
#21
La cascade de pignon est encore employée sur les Formules 1 pour supprimer l'affolement ( ressorts ) de la distribution bon , ton moteur ne prend pas 16000 tr/mn donc déjà moin utile
bon , ton moteur ne prend pas 16000 tr/mn donc déjà moin utile #22
tu es sur que c'est la seule raison ?
on sait tres bien faire des ressort qui ne s'emballent pas aujourd'hui...il suffit d'avoir un pas variable dans l'helice du ressort pour modifier la raideur en fonction de l'ecrasement et decaler le spectre de frequences propres dynamiquement...
je crois que la cascade de pignons fut utilise sur les moteurs de la seconde guerre mondiale car à l'epoque la fiabilite des ressort et la theorie qui tourne autour etait mal connu ..beaucoup de choses dependaient de ressort , ces derniers etant generalement responsable par leur defaillances des enraillement d'armes automatique ... a tel point que cela fut considere comme une element mecanique strategique et que fut fonde en grande-bretagne le "spring institute" ( l'institut des ressort) qui aujourd'hui encore etudie le domaine ( c'est la reference industriel de connaissances sur le sujet ) et n'arrete pas de puiblier pour optmiser leur utilisation.
on sait tres bien faire des ressort qui ne s'emballent pas aujourd'hui...il suffit d'avoir un pas variable dans l'helice du ressort pour modifier la raideur en fonction de l'ecrasement et decaler le spectre de frequences propres dynamiquement...
je crois que la cascade de pignons fut utilise sur les moteurs de la seconde guerre mondiale car à l'epoque la fiabilite des ressort et la theorie qui tourne autour etait mal connu ..beaucoup de choses dependaient de ressort , ces derniers etant generalement responsable par leur defaillances des enraillement d'armes automatique ... a tel point que cela fut considere comme une element mecanique strategique et que fut fonde en grande-bretagne le "spring institute" ( l'institut des ressort) qui aujourd'hui encore etudie le domaine ( c'est la reference industriel de connaissances sur le sujet ) et n'arrete pas de puiblier pour optmiser leur utilisation.
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#23
Bonsoir Patryn ,Patryn a écrit : ... l'helice ...
désolé d'insister mais j'ai pas trouvé ta doc sur les helices .
est ce que tu peux me donner le nom du fichier stp
Merci .
#24
oups desole...pas vu ton precedent message
helices.zip dans la caterogie doc de la section Il2FB AEP
helices.zip dans la caterogie doc de la section Il2FB AEP
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#25
Patryn a écrit :oups desole...pas vu ton precedent message
helices.zip dans la caterogie doc de la section Il2FB AEP
Merci Patryn j'ai trouvé .En fait j'avais cherché à IL2 et pas à FB AEP alors forcement . sympa je vais imprimer et lire au lit d'ici 5 minutes ... dans le registre helices , je suis interessé par le livre "propulseurs aeronautiques" edition Cepadues . Est ce que quelqu'un l'a dejà lu ?
Il est bien ?