FORMULES de PHYSIQUE
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HELICE
-hélice
Une hélice, constituée de plusieurs pales, sert à créer une force, d’où récupération de puissance.
PAS de L'HÉLICE
C'est la distance entre 2 spires consécutives prévues pour la rotation, mesurée sur une ligne théorique parallèle à l'axe de cette rotation.
lp = 2p.lr.tgq
où lp(m)= pas, lr(m)= rayon de l'hélice et q(rad)= angle entre vecteur vitesse et corde du profil
COEFFICIENT de TRACTION
Kt(sans dimension) = F / r'.f².ld4
où ld(m)= diamètre de l'hélice, F(N) = force (de traction ou de propulsion, selon le sens)
r'(kg/m3) = masse volumique du fluide et f(Hz) = fréquence de rotation (vitesse angulaire / 2p)
La formule est issue de >> impulsion (F.Dt) = quantité de mouvement (m.Dv)
d'où F = M*.Dv avec Dv = différence des vitesses (avancement - vent), M*(kg/s) = débit-masse
COEFFICIENT de PUISSANCE
Kp(sans dimension) = P / r'.f3.ld5
où P(W) est la puissance
AUTRES COEFFICIENTS(sans dimension)
on utilise également des coefficients de couple, de vitesse-puissance, etc...qui sont tous des compositions des ci-dessus coeff. de traction et de puissance
FORCE et PUISSANCE POUR une HÉLICE
la force (de traction ou de propulsion, selon le sens) est F = Kt.r'.f².ld4
la puissance est P(Watt) = F(N)x vitesse(m/s)
-cas d’une hélice bipale placée dans un courant d'air de vitesse v(m/s >>>
on utilise laformule de Betz P # 0,3.ld² .v3
où P(W)= puissance, ld(m)= diamètre de l'hélice et v(m/s)= vitesse du vent
RENDEMENT des HÉLICES
Le rendement est bon (r # 80%) aux vitesses faibles (où le nombre de Mach nM < 0,5)
La formule du rendement (d'après Hunsinger-Offerlin-Barreau) est
rh = 2 / [1 + {(2F / S.r'.v²) +1]1/2 }
où F(N)= force propulsive
S(m²)= aire circulaire couverte par l'hélice
r'(kg/m3)= masse volumique de l'air
v(m/s)= vitesse du vol
L’HÉLICITÉ est la composante du vecteur moment cinétique de spin sur la direction du vecteur impulsion