Calcul hélice

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cmoitoulon
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Calcul hélice

Messagepar cmoitoulon » 22 Fév 2014 16:01

Bonjour à tous
Ce post concerne le calcul d'une propulsion, j'ai exploré les différents sujets et n'ai pas trouvé ce type de rubrique.
Je ne cherche pas un retour d'expérience du genre sur le modèle X un moteur Y avec réducteur 1/3 et une hélice Z "marche bien", mais un logiciel (ou tableau Excell) de calcul
Ce type de feuille de calcul existe pour les modèles réduits d'avion où connaissant le KV, la résistance interne, le I à vide du moteur, le diamètre et le pas de l'hélice on en déduit la vitesse de rotation, la consommation, la poussée, le rendement ..
Ce calcul permet donc pour un moteur donné de choisir la "bonne" hélice en fonction du critère retenu :rendement max ou poussée max ou vitesse max
(Nota: Bien que totalement hors sujet pour un forum "sous marin" (quoique j'ai vu un bel hydravion aller voir ce qu'il y avait en dessous..) je peux fournir ces feuilles de calcul à qui le souhaite)
Par contre ces logiciels ne s'appliquent pas dans l'eau car les lois ne sont pas les mêmes (de même que les formules de la mécanique de vol réel ne s'appliquent pas aux modèles réduits car le nombre de Reynolds n'est pas du tout le même)
Le but du jeu est d'optimiser une hélice (diamètre, pas, nombre de pales ...) pour un moteur brushless en direct sans être à trop bas régime (ce qui veut dire trop de couple donc trop de pales ou trop de diamètre ou trop de pas ..) ou à trop haut régime dans le cas inverse
Voila si dans vos tiroirs vous avez ce type de "logiciel" ou l'adresse d'un site ou sont mesurés des associations moteurs/hélices ou une base de données hélices (puissance mécanique absorbée par une hélice donnée en fonction de sa vitesse de rotation) pour les hélices "modèle réduit" donc de 2 à 6 pales, de 2 à à 120 mm de diamètre et 2 à à 120 mm de pas..
Cordialement
Christian

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Re: Calcul hélice

Messagepar Teba » 22 Fév 2014 17:24


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coaxial
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Re: Calcul hélice

Messagepar coaxial » 22 Fév 2014 20:08

Très bonne question ça !

Bon info de téba , une fiche Excel doit être réalisable si quelque connaît bien Excel .

Mais si tu veut une idée de la vitesse à l'échelle , c'est a peu prés la vitesse de marche à pied tranquille .
Moins je réfléchis plus fort et plus j'agis moins vite
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.... la simplicité est-ce bien la plus simple solution ..........?
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coaxial
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Re: Calcul hélice

Messagepar coaxial » 23 Fév 2014 12:01

Tu me chatouille le neurone Excel(lant)

Je vais regarder ce que je peux réviser là-dessus .

Mais c'est loin les cours d'Excel. :Oo:

Mais bon ça va aller :mrgreen: dommage qu'on puisse pas l'héberger sur le forum .
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cmoitoulon
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Re: Calcul hélice

Messagepar cmoitoulon » 23 Fév 2014 22:20

Hello
Merci pour vos premières réponses, j'ai peut être mal posé ma question
Je ne cherche pas du tout à avoir une vitesse "à l'échelle" mais à tirer le maximum d'un moteur (sans le transformer en chaleur et en lumière !)
Cas pratique j'ai un moteur de kv 750, alimenté en 11v (via un contrôleur) il a un courant à vide de 0.8 Ampère, une résistance interne de 0.160 ohms, un courant max de 14 ampères.
Quelle hélice dois je mettre pour avoir le maximum de poussée ou (exclusif !) le maximum de vitesse (c'est pas la même hélice!) ou travailler au point de meilleur rendement (c'est encore une autre hélice) ?
Par exemple si je monte ce même ensemble "en air" (avion ou moto planeur) et non pas en eau, je sais calculer les résultats ci dessous :

Hélice--Vitesse linéaire--Poussée--Courant---Vitesse rotation---Watts à évacuer
11x5------49 km/h---------570 gr------13A-----------6457---------------39
10x6------61 km/h---------550 gr-----11.5A---------6684---------------32
10x8------78 km/h---------660 gr-----13.7A---------6365---------------43
9x11------109 km/h--------690 gr-----12.9A---------6483---------------39


Donc je vois que si je cherche une poussée max une hélice 9 x11 (damned ça n'existe pas !!) serait bien meilleure qu'une 11x5 tout en tournant quasiment à la même vitesse en consommant le même courant et avec le même rendement (pertes identiques)
D’où le grand intérêt de ce type de calcul...
Le fait qu'une hélice aussi tordue n'existe pas me conduit à refaire les calculs avec une tripale ...

Je voudrais pouvoir faire les mêmes calculs avec hélice de bateau je suppose que pour le moteur en question l'hélice qui pousse fort et qui conduira à une conso inférieure à 14 A aura un diamètre de 30/35/40 ou 45 , un pas de 20/25/30/35/40 ou 45, et sera bi ou tri pales
Oui mais laquelle ????

Le calcul "dans l'air" s'effectue par superposition de la courbe de la puissance (P / V rotation) fournie par le moteur (ça c'est facile à "tracer" lorsque l'on connait le kv, le I à vide, la résistance interne, le tout très facile à mesurer si on a le moteur sous la main ou très souvent indiqué sur les sites ou est vendu le moteur) et de la courbe de la puissance (P / V rotation) absorbée par l'hélice et c'est là que je ne trouve pas les données du genre : pour faire tourner une "Robbe 45x40" à 3000 tours il faut X watts
Le point ou ces deux courbes se croisent est un des points de fonctionnement cherché ...

Bon les aspros c'est dans la petite armoire au fond du couloir à gauche ...

Lol ..

Cordialement

Christian

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Re: Calcul hélice

Messagepar Patjabix » 27 Fév 2014 00:12

Salut,

Le problème est justement qu'il n'y a pas de base de donnée des performances des hélices marine. C'est bien dommage, mais l'ampleur du travail est colossal.

Et à mon avis , la raison est que la même hélice, avec le même ensemble de propulsion, ne donnera pas du tout les même performances selon si la coque sur laquelle l'ensemble est installé est un sous-marin militaire moderne, un soum de la WW2, un chalutier, une frégate, un paquebot ou un remorqueur.

Dans tes explications sur les hélices aérienne, tu ne semble pas tenir compte de l'avion lui même: avion a aile haute, avion de voltige, biplan, voilure delta... je suppose que le comportement du même ensemble de propulsion sera différent selon le modèle ? Mais peut être que la différence sera moins importante dans l'air que dans un fluide comme l'eau ?? Et donc cette différence est négligée.
A mon avis,négliger la forme de la coque serait une grossière erreur sur un modèle naviguant. D'où la difficulté de déduire les performances d'une propulsion.

Dans l'absolu, tu pourras en déduire une poussée, si tu avais des données d'hélice. Mais tu ne pourrais pas déduire la vitesse du bateau à partir de la poussée.

Du moins c'est mon avis.

Et je le partage :mrgreen:
A+
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coaxial
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Re: Calcul hélice

Messagepar coaxial » 27 Fév 2014 08:53

Ben pour comparer du mets un moteur de 2Cv sur une monoplace de course de cote et Ben t'avanceras a la vitesse d'une deuche


Pareil pour les soum et les bateaux , si tu mets un moteur Lamborghini sur un pointu tu va déchirer ton filet , et les poisons arriveront plus a ce jeter dedans même si tu mets du Pastis dans ton broummé .
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Re: Calcul hélice

Messagepar Sinago86 » 27 Fév 2014 12:02

Et en plus il faut considérer la "densité" de l'eau : suivant le cas tu dois même changer d'hélice car elle travaille différemment suivant l'origine : eau d'infiltration , de retenue etc. Et c'est très sensible surtout avec un bateau de vitesse.
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Re: Calcul hélice

Messagepar cmoitoulon » 01 Mar 2014 01:29

Hello
Merci pour vos avis
Il est certain qu'il ne faut pas la même propulsion pour un F16 que pour un biplan
J'entends par propulsion l'ensemble moteur+hélice
Pour reprendre le bon exemple du moteur de la "2CV", il est certain qu'un groupe propulseur de 2CV (moteur, boite, transmission, roues) placé dans une carrosserie de Ferrari roulera comme une 2CV, mais si en plus la boite ou les roues ne sont pas adaptées on n'aura même pas les performances de la 2CV
Moi je n'en suis que là : obtenir le maximum de poussée avec un moteur connu
Qu'ensuite ce propulseur convienne à un jet ou a une péniche c'est une autre histoire
Donc je possède un ensemble "moteur+boite" et je cherche "la taille des roues" pour avoir la meilleure performance...
Il est aussi exact que cette performance variera en fonction de la coque, du glissement et de "la densité de l'eau" mais cela n'arrangera rien si des le départ mon moteur et mon hélice ne sont pas adaptés entre eux.
L'avantage des données de mon tableau "air" c'est que justement les résultats permettent de savoir si telle propulsion (binome moteur hélice) va convenir pour tel usage , racer, 3D (la poussée doit être au moins égale à la masse du modèle), moto planeur (calcul de vitesse fonction du taux de montée désirée, de la masse, de la surface des ailes et du CZ) .. etc mais dans tous les cas de figure il faut de toutes façons que dans le calcul l'hélice soit adaptée au moteur et ensuite on choisi le binome qui convient à l'application.
Je ne pense pas qu'il s'agisse d'un travail colossal mais d'une collecte de données
Par exemple j'ai trouvé qu'un Robbe Roxxy C3529 kv500 entraine une Robbe tripale de 40 sous 11.1 V en consommant 2.5 A et en poussant à 650 gr, et une Robbe tripale de 50 sous 12 V en consommant 5.5 A et en poussant à 1250 gr
Connaissant les caractéristiques du moteur on peut trouver à quelle vitesse il tourne quand il consomme 2.5 A (ou 5.5 A) et le rendement à ce point on saura ainsi que pour entrainer cette Robbe 40 (50) mm Tripale il faut X watts à N tours et ce, quelque soit le moteur qui entrainera cette hélice à cette vitesse...
Effectivement je n'ai pas trouvé beaucoup de résultats de ce type ..
Donc je vais tester des hélices pour trouver celle qui convient à mon moteur en mesurant à chaque fois le courant consommé cela me montrera à quel point de fonctionnement je suis, point qui de toutes façon devra être entre "Racine de 'I à vide' fois 'I de blocage' (point de rendement max) et I de blocage sur 2 (point de puissance max ou en général le moteur se transforme en chaleur et en lumière car à ce point le rendement est de 50% et si le moteur consomme 100 watts 50 vont partir en chauffage ...)
Cordialement
Christian

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Re: Calcul hélice

Messagepar Sinago86 » 01 Mar 2014 19:54

Il y a aussi la méthode empirique qui fonctionne bien car elle dégrossi beaucoup : l'ensemble moteur-hélice sur un flotteur relié à un croc par un dynamomètre et un ampèremètre pour la consommation et suivant l'enfoncement du flotteur tu as une bonne estimation des paramètres et du débit ou de la vitesse de l'eau.
C'est là que l'on voit la différence entre petit et grand diamètre et petit pas et grand pas ; la forme des pales venant après.
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