EFFET DE SOUFFLE D’HÉLICE

, par Interaction

Question d’un amateur :
J’apprécie énormément le travail pédagogique que vous faites et j’ai appris beaucoup appris en vous lisant.

Ayant entrepris de construire un petit autogire tractif monoplace caréné de 52 ch, il m’apparait que c’est 25% de supplément de vitesse que je dois envisager, en croisière, pour évaluer la trainée du fuselage placé dans la veine de l’hélice. Pourtant, je ne vois jamais de supplément apparaître dans aucun bouquin, pas plus que dans vos lignes. Faut-il croire qu’un supplément de traction d’hélice s’opère, du à la présence des obstacles en aval ? J’en doute, mais j’aimerais avoir votre opinion sur ce point ? JC D

Cher Monsieur, J’ai souvenance d’avoir déjà rencontré cette curiosité du surcroit de traction d’une hélice placée devant un obstacle. Mais il s’agit d’un surcroît de traction… sur l’arbre hélice, pas sur l’ensemble (hélice + fuselage) qui traîne quand même plus que s’il s’agissait d’une hélice sans rien derrière !

Cela dit, le surcroît de traction reste très faible. Ce surcroît est d’ailleurs d’autant plus important que le corps qui le suit est peu aérodynamique, et occupe une portion importante de la surface du disque hélice (le matelas d’air qui s’accumule devant le corps à tracter est à rapprocher du phénomène de l’effet de sol des hélicoptères).

Le surcroît de vitesse de l’écoulement qui baigne le fuselage n’est vraiment important qu’à très faible vitesse de déplacement. En croisière, ce surcroît de vitesse est faible. Néanmoins, il existe, et son premier effet sera d’augmenter le nombre de Reynolds (du fuselage qui est déjà nettement plus important que celui des ailes en raison du rapport de longueur corde/longueur fuselage). Or, un Reynolds augmenté signifie un coefficient de frottement amoindri… ce qui limite une partie des effets redoutés d’augmentation de traînée.

S’il est vrai que nous ne parlons pas stricto sensu de "la traînée de fuselage placée dans la veine d’air", nous en parlons néanmoins, non en termes de traînée, mais en termes de rendement...puisque nous tenons compte dans l’adaptation de nos hélices d’un rendement dit "d’installation".

Ce rendement se rajoute aux rendements d’hélice (rendement propulsif + rendement de forme) et qui tient compte dans son calcul de la qualité aérodynamique du corps qui la suit. Je vous invite à relire le document sur l’analyse des paramoteurs dans lequel cette question est didactiquement traitée. L’avantage de traiter la détérioration de la traînée en l’incluant dans le rendement d’installation, est que cela fonctionne aussi bien dans le cas des hélices tractives que dans celui des hélices propulsives, alors que la cause de la dégradation est différente : accroissement de la traînée du fuselage en tractif, et diminution de l’efficacité de l’hélice due à une alimentation en air perturbée par un culot plus ou moins important fonction de la qualité aérodynamique du corps qui la précède.

Cela dit, le maître-couple de votre appareil semble relativement faible au regard du diamètre de votre hélice, et l’avant semble bien profilé, tout comme tout ce qui baigne dans le souffle, pour que le rendement d’installation ne soit pas trop dégradé. Un habitacle fermé et correctement profilé devrait encore bien améliorer ce facteur.

Bien cordialement,