couple aérodynamique d'une hélice (problème du varivol)

[invite16dfc3ff]

Bonjour, je suis étudiant en deuxième année de classe préparatoire PSI (donc débutant en aérodynamique).
Pour les concours à la fin de l'année je doit présenter un Tipe, ici mon sujet est le Varivol, un avion construit en 1936 par un ingénieur français Jacques Gérin.
C'est un prototype que vous pourrez admirer si vous passez près d'Angers, au musée régionale de l'air.


Cet avion étonnant est conçut pour la course mais n'a jamais volé. Le principe est de rentrer les ailes pour aller plus vite et de les sortir pour atterrir. (c'est un peut le précurseur des volets d'aujourd'hui.)

Une toile flexible est enroulée sur un cylindre et c'est cette toile flexible qui pose problème car le moment aérodynamique de l'hélice la déchire en moins de deux.


Le but de mon Tipe est de calculer les efforts encaissés par cette toile pour choisir entre la remplacer une plus résistante ou changer l'hélice en contrarotative (ou les deux).

Mais, à notre niveau, le couple aérodynamique n'est pas abordé par le cour, on a qu'une petite initiation aux forces de viscosité et une grossière modélisation de l'hélice en écoulement non tourbillonnaire.

d'où ma question, comment calculer le moment aérodynamique d'une hélice et ses influence sur son entourage?
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[invite16dfc3ff]

ben alors....
aurrais-je dit une énorme absurditée
est-ce un problème insoluble???


est-ce qu'il y a quelqu'un???

bon de mon côté j'ais continué à chercher mais pas de résultat exploitable pour le moment.

[invite69483f5c]

Bonjour,

Personnellement je ne comprends pas trop comment cela marche. Il aurait fallu présenter la maquette avec sa toile déployée et non déployée pour comprendre.
D'après ce que je pense, il ne faut peut-être pas renforcer la toile mais inclure dans un ourlet de son bord d'attaque et son bord de fuite un ou des câbles acier qui lui donnerait de la rigidité, et qui équilibrerait les efforts sur les ailes, dus à la présence de l'air et à la tension des câbles..

[invite16dfc3ff]

Vous semblez avoir bien compris car les cables et les tiges de fer dont vous parlez existent, le seul problème c'est que cet avion a été laissé à l'abandon au fond d'une grange depuis la seconde guerre mondiale.

ceci dit je vais quand même essayer d'expliquer autrement.
Sur les photos, la grande barre grise que vous voyez sert de poutre, elle est fixée au fuselage.
Les ailes de course coulissent sur cette poutre. deux configuration exictent:
ailes rentrées :
c'est l'avion de course, il n'y a que les petites ailes fines qui dépassent
ailes sorties n translate les ailes fines sur la barre grise.
Ceci entraine une toile flexible enroulée dans le fuselage sur les tonaux que vous pouvez voir dans la deuxième photo (la toile est rigidifiée par des tiges reproduisant des psudo nervures et des cables)



Problème:
L'avion décolle en voilure large et l'hélice déchire l'aile flexible, à cause du moment execrcé par l'air sur les surfaces aditionnelles.
(c'est ce même moment qui par exemple engendre le tangage au décolage d'un monomoteur à hélice)

solutions
1 renforcer l'aile flexible avec des matériaux de nouvelle génération
pour cela, il faut calculer la pression exercée par l'hélice sur cette surface.
Donc calculer un modèle de l'hélice prenant en compt ce moment.

2 Utiliser une hélice contrarotative (deux hélices tournent sur un même axe dans des sens opposés, ce sont en général des hélices plus courtes que les hélices normales)
(photo de Wiki)
bien que le système soit lourd, fragile et couteux, les avantages ici ne sont pas négligeables, en effet, la contrarotation absorbe une grande partie de ce couple, de plus elle permet un meilleur rendement propulsif et un pilotage proche (en terme de stabilitée) des jet.

Pour ma part, la solution de la contrarotative, bien que plus difficile à mettre en oeuvre me semble meilleur

[A voir en vidéo sur Futura]