Cher Monsieur,

Une adaptation hélice-moteur-cellule, consiste à trouver le meilleur compromis entre les caractéristiques du moteur (puissance-régime) et les caractéristiques aérodynamiques de la cellule qui se résument à la vitesse de vol à laquelle vous voulez adapter votre hélice (là où l’appareil passe la majeure partie de son temps, en général la croisière), afin d’obtenir le rendement le meilleur. Il n’y a donc qu’un seul point où l’hélice est réellement adaptée. Tous les autres points sont dits "hors adaptation", mais il convient néanmoins de vérifier que l’avion y vole encore de manière satisfaisante, notamment durant les phases de décollage.

Pour le point d’adaptation, 3 éléments doivent être pris en compte :
– la vitesse à laquelle doit être adaptée l’hélice (75% de Pmax et 2400 m d’altitude pour un avion de voyage),
– la puissance injectée sur l’arbre et
– le régime d’adaptation.

Le facteur majeur est le diamètre hélice puisqu’il entre dans les formules à la puissance 5 !
Le facteur suivant et le régime qui, lui, entre à la puissance 3.
Si le moteur est réducté, vous avez donc un degré de liberté supplémentaire puisque vous pouvez encore jouer (dans une certaine mesure) sur le rapport de réduction.

Reste ensuite à savoir à quelle vitesse vous voulez adapter votre hélice. En général, plus un avion est lent, plus le diamètre de son hélice sera grand et plus cette dernière pourra offrir une forte traction notamment en régime partiellement décollé des pales lors de la phase initiale de décollage, ce qui va grandement faciliter cette phase.

Tout le restant n’entre en considération que de façon mineure, notamment la question que vous soulevez sur le soufflage de l’extrados de l’aile supérieure... encore que, "dépasser de quelques centimètres" l’extrados (je suppose sur un plan 3 vues), quand la veine d’air en arrière de l’hélice se contracte (en raison de son accélération - phénomène de Bernouilli), n’est vraisemblablement pas suffisant pour alimenter l’extrados de l’aile supérieure....

Sur un biplan, les plans supérieurs et inférieurs sont interactionnés, l’interplan se comportant en gros comme un venturi : la déportance de l’intrados supérieur étant compensé, sinon annulée par la portance de l’extrados inférieur, et vice versa. Il est donc tout à fait légitime de considérer le système des 2 plans comme un seul et unique plan (mais avec une traînée de frottement double du fait qu’il y a quand même 2 plans et donc le double de surface de frottement). Affirmation qui est à nuancer cependant par le fait que les interactions entre plans diminuent avec la distance interplan (on peut considérer que ces influences mutuelles cessent lorsque les 2 plans sont distants d’une envergure...

Pour en revenir au rapport entre votre hélice et vos plans, ce qu’il conviendrait de considérer, ce n’est pas ce qui se passe entre les 2 plans, mais le pourcentage de veine qui passe au-dessus de l’extrados du plan supérieur, et le pourcentage de veine qui passe au-dessous de l’intrados du plan inférieur... Mais, qu’est-ce qui va changer pour que, comme vous dites, cela n’aille "pas dégrader les performances aérodynamiques" ? Ce qui va modifier ces performances aérodynamiques, c’est la répartition des Cz en envergure. Or, l’endroit où agit l’hélice, c’est l’endroit où il y a le fuselage, et donc l’endroit où il y a déjà un "trou" dans la répartition des Cz en envergure... Si ce "trou" dû à la présence du fuselage entame de moitié cette répartition des Cz, l’accentuation éventuelle de ce "trou" dû au différentiel entre ce qui passe au-dessus de l’aile supérieure et au-dessous de l’aile inférieure, n’aura une influence que sur la moitié restante de la répartition des Cz. Autant dire que l’influence sera plus que difficile à mettre en évidence, puisque vous travaillerez "dans l’épaisseur du trait"...

Le problème des performances aérodynamiques d’un biplan réside moins dans les questions de savoir s’il y a ou non un "schouilla" de souffle hélice qui passe sur l’extrados du plan supérieur que sur l’énorme traînée de frottement générée par le surcroît de surface mouillée due à une aile "de trop" (la portance étant due en gros par la déflexion d’un tube de courant dont le diamètre est l’envergure, quels que soit le nombre de plans qu’il y a dans ce tube de courant), et aux multiples traînées de pression générées par tous les haubans et câbles de rigidification qu’il peut y avoir dans l’entreplant.

En résumé, ce n’est pas l’endroit du passage du souffle hélice par rapport au plan supérieur qui fera la différence (à notre sens non mesurable) que le diamètre hélice en soit, puisque l’avion volera à des vitesses relativement modestes. Mais, si votre adaptation hélice débouche sur un grand diamètre, il risque fort qu’une partie du souffle passe au-dessus du plan supérieur. L’avion aura alors de meilleures performances, mais non pas parce qu’il y aura du souffle qui passe au-dessus du plan supérieur, mais parce que l’hélice aura été correctement adaptée. C’est ainsi que naissent les légendes...