Lois de sélection des profils d'hélice ou d'aile : profil constant ou selon l'épaisseur

Les lois de sélection des profils d'hélice ou d'aile règlent la façon dont Heliciel choisit le profil de chaque élément de pale. Heliciel utilise sa base de données de performances de profils pour choisir les profils optimums qui correspondent aux conditions de fonctionnement et à la géométrie de votre pale ou de votre aile. Deux lois sont à votre disposition : la loi de profil constant, la plus simple, et la loi de profil selon l'épaisseur, qui demande un peu plus d'expérience.

L'onglet « 2.2 : Loi de Profils » : la loi A applique à tous les éléments le profil choisi (ici B3_35_02D, d'épaisseur relative 0,213 fois la corde) ; la loi B sélectionne automatiquement les profils d'après l'épaisseur imposée.

Au sommaire :

• Loi A : profil constant sur toute la pale ou l'aile
• Loi B : profil selon l'épaisseur, pour contrôler la résistance de la pale
• Quelle loi choisir pour une hélice ou une aile ?
• Imposer un profil choisi à un élément

1 : Loi A : profil constant sur toute la pale ou l'aile

Avec la loi de profil constant, Heliciel applique le profil que vous avez sélectionné tout le long de la pale. L'épaisseur de la pale est liée à la corde (la largeur) de la pale, puisque le profil ne change pas de forme : la corde varie, donc la taille du profil, mais son épaisseur relative reste la même.

Heliciel collecte les coefficients de portance (Cz), de traînée (Cx) et de moment (Cm) du profil choisi. Par défaut, il retient l'angle d'incidence qui offre la meilleure finesse, c'est-à-dire le meilleur rapport entre portance et traînée (Cz / Cx). Le vrillage de l'hélice est ensuite recherché à partir des vitesses induites sur chaque élément, de manière que l'incidence effective soit celle de meilleure finesse.

Cette loi de sélection est la plus simple, et nous la conseillons fortement aux utilisateurs débutants. Pensons à un tailleur qui coupe toutes les tailles dans le même patron : le résultat est prévisible, et il n'y a pas de couture inattendue à reprendre.

2 : Loi B : profil selon l'épaisseur, pour contrôler la résistance de la pale

La loi de profil par l'épaisseur vous permet de choisir l'évolution de l'épaisseur le long de la pale ; les profils sont donc de formes différentes. Heliciel recherche et sélectionne les profils de performances optimales qui correspondent au mieux à l'épaisseur désirée. Le graphique de distribution des cordes et des épaisseurs trace en vert les épaisseurs trouvées, pour que vous voyiez l'écart avec votre demande. Cet écart est difficile à éviter : il est rare qu'un profil de la base ait exactement l'épaisseur demandée.

Cette loi demande un peu plus d'expérience. Elle implique souvent des discontinuités de forme et d'incidence, qu'il faudra gérer grâce à des fonctions de lissage de l'incidence et de forçage de la forme des profils. En échange, elle donne un meilleur contrôle de la résistance de la pale. Voir aussi la distribution des épaisseurs de pale et la gestion de l'incidence des profils.

3 : Quelle loi choisir pour une hélice ou une aile ?

Nous partons de la loi A pour un premier calcul : elle donne une pale cohérente, et nous voyons ce que le profil seul apporte. Nous passons à la loi B quand la résistance de la pale impose une épaisseur précise, ou quand le pied de pale doit être plus épais que le bout. Pour la structure, voir la résistance de la pale en flexion et en traction centrifuge.

4 : Imposer un profil choisi à un élément

Vous pouvez aussi imposer un profil choisi à un élément de pale, quelle que soit la loi retenue : voir le forçage des profils. Pour les ailes comme pour les hélices, nous pouvons aussi dessiner et corriger un profil avant de le forcer : voir dessiner, corriger et éditer un profil.

Pour aller plus loin, nous pouvons voir comment la distribution de la corde se règle le long de la pale, ou comment utiliser la base de profils d'Heliciel.