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Auteur(s)
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Jean-Luc PHILIPPE : Ingénieur de l’École nationale supérieure d’arts et métiers et de l’École supérieure des techniques aérospatiales - Chef de projet Hélices (Ratier-Figeac)
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Lire l’articleINTRODUCTION
L‘hélice aérienne est le mode propulsion qui a accompagné le développement de l’aéronautique dès sa naissance. Aujourd’hui encore, bien que concurrencée par d’autres concepts, elle est largement utilisée sur les avions évoluant à des vitesses subsoniques. L’hélice est aujourd’hui un équipement toujours moderne, qui profite des dernières avancées technologiques réalisées dans de nombreuses disciplines.
Dans cet article seront exposés les problèmes essentiels que doit maîtriser l’hélicier, afin de concevoir le meilleur produit (en termes de sécurité, de performances et de coût d’exploitation). Bien que non exhaustif, il permettra également à tout non-spécialiste de disposer d’une vue synthétique de la démarche qui conduit à la réalisation d’un tel équipement.
Les sujets abordés concernent aussi bien les performances aérodynamiques que la régulation du système, le dimensionnement structural ou l’intégration de l’hélice dans son environnement (acoustique, protections diverses et installation sur avion).
Bien que détaillée pour les hélices aériennes de forte puissance, l’approche ici présentée peut aussi bien s’appliquer à des produits voisins tels que les éoliennes, les hélices marines ou les ventilateurs par exemple.
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Intégration au moteur et à l’avion
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7. Protection contre les agressions
Les principaux systèmes mis en œuvre pour la protection contre ces agressions sont détaillés figure 37.
7.1 Givrage/dégivrage des hélices
Sur ce sujet, on pourra se reporter aux références [2] [4] [6].
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Le phénomène de givrage (des parties fixes ou tournantes) est particulièrement critique pour les avions turbopropulsés car ces aéronefs évoluent en continu à des altitudes comprises entre 0 et 6 000 m ; c’est là que l’on rencontre la majorité des nuages, sièges du phénomène.
Le givrage est le plus souvent dû au phénomène de surfusion des gouttelettes (de 15 à 200 µm de diamètre) en suspension qui peuvent geler en frappant la partie frontale du profil ; il arrive parfois, cependant, que le givrage soit provoqué par des pluies givrantes (diamètre de 500 à 9 000 µm) : cela se produit lorsque des précipitations rencontrent une couche d’inversion de température pendant leur chute. L’apparition de glace sur un profil peut dangereusement dégrader les performances aérodynamiques de l’avion. Les paramètres importants à prendre en compte pour les phénomènes atmosphériques sont :
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la teneur en eau liquide du nuage (g/m3) ;
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la distribution statistique des tailles de gouttes rencontrées ;
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la taille du nuage et la température à l’intérieur du nuage.
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Observation expérimentale (figure 38)
L’accrétion de glace va présenter deux formes de glace différentes :
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la glace sèche qui se produit à basse température (température ambiante inférieure à – 10 C) ; l’eau gèle dès le contact ;
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la glace humide qui se produit à...
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Protection contre les agressions
BIBLIOGRAPHIE
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(1) - BOUSQUET (J.M.) - Introduction à l’aérodynamique des hélices - . École supérieure des techniques aérospatiales (ESTA) (1998).
-
(2) - Source - : société Ratier-Figeac (1998).
-
(3) - HIRSCH (R.) - Détermination et calcul des hélices d’avion. Optima simples et coaxiales. - Publication scientifique et technique du ministère de l’Air ; n 220.
-
(4) - * - Source Onera.
-
(5) - GOUNET (H.), LEWY (S.) - Contribution à l’étude théorique et expérimentale du bruit d’hélice. - Onera Chatillon ; 19 e colloque d’aérodynamique appliquée de l’AAAF, Marseille (8 au 10/11/1982).
-
(6) - GUFFOND (D.) - Givrage en aéronautique. - Cours SAE 23.
- ...
La réglementation encadrant la certification d’une hélice est fixée principalement par les autorités américaines (FAR PART 35) et européennes (JAR-P).
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Office national d’études et de recherche aéronautique (ONERA)
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Ratier-Figeac, France
Hamilton Standard, États-Unis
Dowty Rotol, Grande-Bretagne
Hartzell Propeller Inc., États-Unis
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