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Pour analyser les performances d'une hélice de bateau, l'analyse multiple d'Heliciel calcule en une fois la poussée, la puissance à l'arbre et le rendement sur toute une plage de vitesses de rotation. Dans cette dernière partie, nous l'utilisons pour retrouver le cahier des charges avec le profil optimal de la partie 4, au lieu de tâtonner régime par régime.

Au sommaire :

• Le profil optimal ne correspond plus au cahier des charges
• Régler l'analyse multiple de l'hélice
• Lire les courbes : poussée, puissance à l'arbre et rendement

1 : Le profil optimal ne correspond plus au cahier des charges

Dans la partie précédente, nous avons vu comment choisir et appliquer un profil à une hélice. Nous voyons maintenant comment analyser rapidement les performances globales de notre hélice de bateau.

Le profil optimal naca64a410 est appliqué, mais les performances de ce profil à 460 tours par minute ne correspondent plus à notre cahier des charges :

• vitesse de croisière : 3 nœuds ;
• force de poussée nécessaire : 105 newtons ;
• puissance disponible à l'arbre d'hélice : 192 watts.

L'hélice reconstruite avec le naca64a410 à 460 tr/min, qui fournit trop de poussée et demande trop de puissance.

Nous pourrions tester des vitesses de rotation pour ajuster la puissance, comme dans la partie 3. Nous préférons un outil plus performant, l'analyse multiple, qui nous donne une vision de l'évolution des performances de l'hélice suivant une courbe de vitesses de rotation.

2 : Régler l'analyse multiple des points de fonctionnement

Pour afficher l'interface d'analyse multiple, nous cliquons sur Analyse multiple dans la barre d'outils d'Heliciel, ou sur le bouton Analyse multiple de l'onglet 3 : Optimiser.

Le bouton « Analyse multiple » de la barre d'outils d'Heliciel (infobulle visible).

Nous réglons le paramètre variant sur Vitesse rotation Rpm, et la plage de fonctionnement de 100 à 300 rpm avec 11 points, soit un pas de 20 rpm. Le mode de calcul des points doit être Actualisation vrillage, pour que le logiciel reconstruise le vrillage optimal à chaque point de la courbe.

Les réglages de l'analyse multiple : de 100 à 300 rpm, 11 points (incrément 20 rpm), mode « Actualisation vrillage ». Heliciel indique le coefficient d'avancement J, de 2,32 à 0,78.

3 : Lire les courbes de poussée, de puissance à l'arbre et de rendement

Nous sélectionnons l'onglet Comparer, nous cochons les courbes de traction, de puissance arbre et de rendement propulsif, puis nous lançons l'analyse.

Les trois courbes comparées de 100 à 300 rpm : rendement propulsif (courbe noire, autour de 0,8), puissance à l'arbre en watts (200 W à 300 rpm) et traction en newtons (102 N à 300 rpm).

Les courbes nous montrent trois résultats :

• le rendement propulsif reste voisin de 0,8 sur toute la plage et passe par un maximum large, entre 160 et 200 tours par minute ;
• la traction atteint environ 102 newtons à 300 tours par minute : les 105 N du cahier des charges demandent donc un régime un peu supérieur ;
• à 300 tours par minute, la puissance à l'arbre est de 200 W, pour un rendement de 0,8.

Les 200 W dépassent un peu les 192 W de notre cahier des charges : c'est un compromis à arbitrer, en acceptant ce léger écart ou en réduisant la poussée visée. Avec ce profil, nous obtenons environ la poussée voulue vers 300 tr/min, alors qu'il fallait 460 tr/min avec le naca1408 de la partie 3.

Avec ce didacticiel, nous avons survolé les moyens et les outils qu'offre Heliciel pour réaliser une hélice en fonction d'un cahier des charges. Vous voilà prêt à créer votre hélice sur mesure pour tous vos projets.

Pour aller plus loin, nous pouvons revoir les principes de l'hélice de bateau, ou suivre le didacticiel d'optimisation d'une hélice d'avion, qui explore d'autres leviers (nombre de pales, cordes).

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