LE LOGICIEL D'OPTIMISATION HELICES LmPTR©

METHODE D'OPTIMISATION D'HELICES AERONAUTIQUES
Optimiser une hélice pour un moteur donné sur un appareil existant est un problème complexe car :
- la cellule et le moteur étant fixés, la vitesse de vol, le régime de rotation et la puissance sont imposés;
- le diamètre est souvent restreint par la géométrie de l’appareil. Et si par chance il ne l’est pas, c’est la vitesse périphérique et les problèmes supersoniques qui vont limiter le diamètre.
Le diamètre et la puissance du moteur fixent le rendement propulsif, c'est-à-dire la limite supérieure absolue du rendement possible de l’hélice. Ensuite, c'est au concepteur de l'hélice de se rapprocher de ce rendement.
Comme paramètres d’optimisation, il reste donc :
- le nombre de pales
- la répartition de traction sur l’envergure de la pale
- la répartition de corde
- la répartition de pas
- l’évolution de profils
Augmenter le nombre de pales permet de réduire la portance de chaque pale, et donc de réduire la traînée induite de chaque pale. Mais à corde constante, cela augment la traînée de frottement. Et si l’on réduit la corde, la chute des Reynolds dégrade l’aérodynamique des profils, sans compter les problèmes de tenue mécanique.
La recherche d’une répartition de traction optimum doit prendre en compte les effets de celle-ci sur la traînée induite des pales. En effet, le saumon ne peut pas générer une forte portance sans causer une énorme traînée induite.
L’optimisation en corde cherche à ce que chaque profil travaille à finesse maximum, sans négliger les effets de la variation des Reynolds, et en vérifiant l’adaptation des profils à leurs conditions de fonctionnement en CZ, en Reynolds et en Mach.
La répartition de pas sert de variable d’ajustement pour maintenir chaque profil à son coefficient de portance optimum en vue d’obtenir la répartition de traction choisie avec une répartition de corde et de profil optimisé.
De par sa complexité, la conception d’une hélice est un procédé itératif, chaque modification influant sur les autres paramètres.
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LE LOGICIEL INTERNE LmPTR©
Le traitement numérique et la finesse de la modélisation LmPTR© développée par les ingénieurs d'Hélices E-PROPS permettent un processus de conception efficace, capable d’obtenir l’hélice optimum pour chaque configuration.
En effet, ce logiciel analyse en détail les écoulements aérodynamiques et le comportement mécanique de l'hélice. Ce programme comporte plus de 30.000 lignes de code en langage avancé. Sa mise au point a nécessité plus de trois ans de travail. Le programme LmPTR© s'enrichit constamment de nouvelles données grâce aux essais au sol et en vol des hélices E-Props en bois et en composite.
Ce logiciel est un atout incomparable pour un fabricant d'hélices; il permet en effet de concevoir rapidement des hélices sur-mesure parfaitement adaptées à la cellule et au moteur considérés.
Les données de géométrie d'hélice sont ensuite transmises au centre d'usinage à commande numérique, qui fabrique l'hélice (si c'est une hélice en bois) ou le moule (pour les hélices en composites).

Graphes issus du programme LmPTR© développé par les ingénieurs d'Hélices E-PROPS
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modèles de pales en cours d'optimisation

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profil pale hélice NG





