Le Pitch de l'hélice

[Oracid 26]

Qu'elle est l'influence du Pitch (ou pas, en français) sur l'action de l'hélice ?

Je n'ai aucune compétence en la matière, alors je vais vous proposer quelques vidéos sur le sujet et si j'émets une opinion, elle n'engagera que moi et ne pourrait en aucun cas être une référence.

Voici une première vidéo, malheureusement en Anglais. J'ai donc fait une petite traduction pour ceux qui n'ont pas de facilité dans cette langue.

La vidéo porte sur les bateaux, mais le principe est le même.

Pour mémoire, vous pouvez mettre les sous-titres en Anglais en cliquant sur la petite fenêtre blanche (lorsqu'elle est présente) à gauche de la roue dentée, en bas, à droite de la vidéo.

La traduction commence à 0'29, jusqu'à 1'39". J'espère que je ne me suis pas planté.

Texte en Anglais :

"There are two sizes that describe a prop these are diameter and pitched. 
Diameter is the distance across the circle made by the blade tips as the propeller rotates.
Pitch is the distance in inches that the prop moves forwards with each 360 degree revolution.
This is assuming there is no slips.
The effects this can have are increased or decreased boat performance acceleration torque and top speed.
The propeller pitches the number of inches the prop moves boys through the water in one revolution.
It has the greatest prop effect on your boat.
The steeper the angle the greater the pitch and pitch effects rpm level.
When you have a prop with a high pitch you generally have reduced rpm a highher top-end speed.
And this is similar to low bike  gears that are harder to pedal but eventually achieve higher speeds.
With a low pitch propeller you have increased rpms which improves the hole shot and this similar to high bike gears that are easier to pedal first but won't achieve high speeds."

Traduction en Français :

"Il existe deux paramètres qui définissent une hélice: le diamètre et le pas.
Le diamètre est la distance à travers le cercle décrit par les extrémités des pales lorsque l'hélice tourne.
Le pas est la distance en pouces quand l'hélice avance pour une révolution de 360 degrés.
Nous supposons qu'il n'y a pas de glissement. 
Les effets que cela peut avoir sont une augmentation ou une diminution des caractéristiques du bateau, acceleration, couple et vitesse de pointe.
Le pas de l'hélice définit l'avancement du bateau dans l'eau en une révolution.
C'est le plus grand effet de l'hélice sur votre bateau.
Plus l'angle du pas est élevé et plus l'influence sur le nombre de tours par minute sera important. 
Lorsque vous avez une hélice avec un pas élevé, vous avez généralement un nombre de tours par minute réduit et une vitesse de pointe plus élevée.
Cela est similaire aux petits pignons de vélo qui sont plus difficiles à pédaler mais finissent par atteindre des vitesses plus élevées.
Avec une hélice à petit pas, vous allez augmenter le nombre de tours par minute ce qui améliore le départ arrêté, cela est similaire au grand pignon qui sont plus faciles à pédaler au début mais n'atteindront pas des vitesses élevées."

 

 

[Oracid 26]

Voici une vidéo du MIT montrant bien l'importance du Pitch. Ici, il s'agit d'un Pitch variable. 

A 0'50", on peut voir la puissance développé à partir d'un départ arrêté. Ce qui permet une plus grande maitrise du drone.

A mon avis, le Pitch, c'est comme le passage des vitesses sur une voiture. On démarre en première, puis on profite de l'inertie et on passe la seconde.

Ici, c'est pareil. On démarre avec un petit Pitch, puis on l'augmente.

Il faut comprendre qu'ici, toutes les figures sont le résultat de la modification du Pitch en comparaison de la technique traditionnelle.

 

[Eric51200 3 162]

En cherchant bien, tu trouveras de nombreux articles sur le sujet des hélices (du plus simple au plus technique qui passe par des explications mathématiques). Pourquoi vouloir faire des analogies avec le vélo ou la voiture ?

Un exemple parmi tant d'autres : https://odpf.org/images/archives_docs/18eme/memoires/gr-24/memoire.pdf

Modifié 17 avril 2020 par Eric51200
Ajout du lien

[Oracid 26]

Il y a 7 heures, Eric51200 a dit :

Pourquoi vouloir faire des analogies avec le vélo ou la voiture ?

Parce que cela me semblait plus accessible.

Ici, ce n'est pas moi qui fait l'analogie, mais une école de marine Britannique. Moi je suis bien ignorant de ces choses, là.

Sans beaucoup chercher, j'ai effectivement trouvé un nombre important de documents sur le sujet.

Nous sommes sur un forum et non sur un Wiki. C'est cet échange avec @the guitar hero, https://www.faq-drone.com/topic/23869-mon-x-220-hv/?do=findComment&comment=318714 qui m'a donné l'idée de faire ce fil.

La question est : est ce une bonne idée de diminuer le Pitch de l'hélice pour avoir un drone moins rapide, mais plus "coupleux" ?

Ton avis sur le sujet m'intéresserait beaucoup, mais je te remercie pour ton lien.

[Eric51200 3 162]

Je suis d'accord avec toi sur le fait que nous ne sommes pas sur un wiki et j'ai mis le lien de ce document (il y en a beaucoup d'autres) car je trouve les différents abaques assez parlant. Je ne suis pas mathématicien non plus et je reste sur des principes éprouvés depuis longtemps en modélisme  concernant les hélices. Par contre, j'ajouterai une donnée supplémentaire dans le choix des hélices ; à savoir le kv du moteur. Un moteur peut faire tourner plusieurs diamètres/pas d'hélices dans une fourchette raisonnable (sinon, le moteur consomme trop et chauffe et on peut griller les ESC) ; l'essentiel étant d'exploiter au mieux la puissance du moteur sans le faire "souffrir".

 

- Le diamètre favorise les accélérations et la portance

- Le pas : favorise la vitesse

 

- Hélice de grand diamètre + faible pas : traction

- Hélice de petit diamètre + pas élevé : vitesse

 

- Kv élevé + petite hélice :  favorise la "nervosité" -> association utilisée pour le vol acrobatique et les racers

- Kv faible + grande hélice : favorise le vol stable et donne une meilleure autonomie

- Kv élevé + grande hélice : pas adapté -> le moteur consomme et chauffe (risque pour les ESC)

- Kv faible + petite hélice : pas adapté -> ne donne pas assez de portance au risque de ne pas pouvoir décoller.

 C'est un compromis à trouver et il faut parfois faire quelques essais afin de trouver la bonne combinaison. Ne pas négliger les notices techniques des moteurs qui indiquent les différentes hélices (ainsi que la consommation qui va avec) qu'il est possible d'utiliser.