Les forces de portances et de traînées qui s' appliquent sur une aile ou une pale d'hélice ,gênèrent un moment de rotation autour de l'axe X (de rotation pour une pale d'hélice ou de roulis pour une aile) , mais aussi un moment de pivotement autour de l'axe Y(tangage ou cabrage) .

Nous nommerons ici le moment de pivotement autour de l'axe Y, le moment de cabrage. Le moment de cabrage peut être plongeant ou cabrant.

• Un moment cabrant tend a faire relever l'avant de la pale ou de l'aile en augmentant l'angle d'incidence. Une aile qui a tendance à se cabrer augmente naturellement son angle d'incidence et peut décrocher, ceci peut la rendre dangereuse. Une pale d'hélice qui se cabre sous l' effort, augmente cet effort...ceci peut mener à la casse (ou permettre l' auto régulation de la vitesse de rotation en fonction de la puissance suivant une courbe différente de la courbe de couple d'un profil a incidence fixe. Mais ceci implique une parfaite connaissance de la résistance mécanique et de l' élasticité de la pale...)
• Un moment plongeant tend à faire plonger l'avant de la pale ou de l'aile en réduisant l'angle d'incidence. La réduction de l'angle d'incidence peut faire accélérer l'aile tout en s' éloignant du point de décrochage, mais si l' incidence passe au dessous de l 'incidence de portance nulle, il y risque de fermeture...et danger. Le contrôle de l' évolution du moment de cabrage en fonction de l'angle d'incidence permet de créer des profils auto-stables. Une aile dont le moment est cabrant au incidences faibles, et plongeant aux incidences fortes, s' équilibre naturellement. Une hélice dont les pales ont un moment plongeant s'auto-protege des surcharges. Ceci peut être un facteur de sécurité.

 

Il est important de contrôler les réactions de notre pale ou aile en maîtrisant le moment de cabrage.

En positionnant la génératrice des profils par rapport au point de pivot (l'axe Y), et aux point de portance il est possible de maîtriser le caractère de la pale ou de l'aile. Héliciel permet de contrôler la position de la génératrice de pale sous l' onglet "2:Géometrie/Options avancées de géométrie/Forme génératrice".

Deux modes de parametrage de la forme et de la position de la génératrice de pale sont disponibles:

1. Génératrice de pale droite: Nous allons voir pour exemple, 4 types de réglage de position de génératrice droite:

   Exemples de réglages de génératrice de pale droite sur le bord d'attaque:

Le schéma 3D de la pale avec sa génératrice sur le bord d'attaque (le moment de cabrage sera plongeant):



La même pale avec une une génératrice sur le bord de fuite(le moment de cabrage sera fortement cabrant):



la même pale avec la génératrice centrée a 50 % des cordes des profils (le moment de cabrage sera cabrant) :



En cochant l' option de réglage de la génératrice alignée sur les centres de portance le moment cabrant sera donc nul (ou très faible):



Schéma de la même pale avec les centres de portance sur la génératrice:



 

Génératrice de pales ou ailes courbes:

En sélectionnant "génératrice de pale courbe", vous avez accès a l' interface de parametrage de courbure et conicité de génératrice:

Cet outil vous permet de créer des modèles 3D de pales aux formes complexes pour ensuite les exporter ...Ci dessous une aile avec génératrice courbe:

Attention: Uniquement les moments de cabrage sont calculés suivant la position et la forme de génératrice de pale.

Aux regimes subsoniques, les performances de trainée et portance sont peu impactées par la courbure de génératrice, les performances et résistances calculées par héliciel restent donc basées sur une génératrice droite. Dans Héliciel, une pale avec génératrice droite ou courbe aura les mêmes résistances à la flexion et performances, ceci reste une estimation car dans la réalité la courbure de pale influe tout de meme sur ces paramètres.

 

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Logiciel:Heliciel