Question technique : HP vs Poussée

NormandL · Post by **NormandL** » Wed 28 Nov, 2012 14:03

Pour les avions à hélice avec moteur à piston, on définit la puissance en terme de HP du moteur.

Pour les avions à réaction, on définit la puissance du réacteur en terme de poussée, en lb généralement.

La question est : Est-ce qu'il y a une règle du pouce qui permet de faire une conversion approximative de un à l'autre.

En fait je cherche à savoir pour mon avion avec un 175 HP, c'est quoi la poussée d'air que produit l'hélice. Inversement quand on lit une spécification d'avion et que l'on donne la poussée des réacteurs, j'aimerais avoir une idée du HP que ca donne. Je pourrais alos faire les comparaisons poids /puissance ou poids /poussée entre mon avion et un autre type d'avion.

Jacques3012 · Post by **Jacques3012** » Wed 28 Nov, 2012 14:33

J'imagine que ça dépend du pitch de l'hélice.

Est-ce que la poussée d'un réacteur en livre est l'équivalent de mettre une balance à poisson à l'arrière de l'avion et de vérifier à combien de livre monte la balance lorsque le moteur est à pleine puissance

Sur mon 150, je sais pas si ça peut monter jusqu'a 300 livres en statique

Jacques3012

doloair · Post by **doloair** » Wed 28 Nov, 2012 14:58

Archimède

peut être

Doloair

Mach Diamond · Post by **Mach Diamond** » Wed 28 Nov, 2012 15:44

Dolo, c'était quoi encore ça... tout corps plongé dans un liquide en ressort mouillé c'est ça?

Normand, il n'y a pas vraiment de règle qui soit valable parce que comme tu le sais ce sont deux unités différentes - une force et une puissance c'est pas la même chose.

Un truc que j'utilise pour comparer des performances d'avions à hélice et à réaction c'est que, pour l'aviation générale en moyenne, la poussée équivaut à un tiers de la masse maximale au décollage. Ca tend vers les 40% pour les avions un peu plus hot.

Donc un Cessna de 2400 livres aura une hélice qui poussera environ 800 livres.

--Luc

Charles · Post by **Charles** » Wed 28 Nov, 2012 16:01

Sachant que la force de traction de l'hélice est égale à la force de traînée de l'avion en palier, on pourrait peut-être trouver cette force en calculant la traînée plutôt qu'en essayant de calculer l'efficacité de l'hélice.

La force de traînée aérodynamique de l'avion en palier peut se calculer à partir de la vitesse de l'avion et des coefficients aérodynamiques qui dépendent de l'angle d'attaque nécessaire pour maintenir le palier.

Bref, pas simple.

C-GBVK · Post by **C-GBVK** » Wed 28 Nov, 2012 17:51

Bonjour

C'est loin d'etre simple a mesurer et quantifié quand il s'agit d'hélice .
Cette methode empirique etait utilisé dans les débuts de l'aviation cela consistait a attacher l'avion en statique aprés une balance et plein gaz mesurer la traction, encore actuellement plusieurs constructeurs ULM utilisent cette methode pour faire des comparaisons , mais sur un avion en mouvement cela a peu de signification .

A titre d'exemple un petit moteur Rotax 582 60hp avec une petite hélice tripale Warp drive de 68" produit plus de traction que un Lycoming O-290 135hp avec une hélice de Cessan 172 de 75" que doit on conclure ?
Reste si on place ces deux avions cote a cote, décollage, montée et vitesse de croisiere Rotax vas juste accelleré plus vite ensuite il se fait manger partout par le Lycoming .
C'est le test que j'ai fait il y a bien des années aprés discution et comparaison avec un pilote (bien que le type d'avion etait completement differrent , mais la balance de mesure en statique ne ment pas .

Ce qu'il faut savoir au test, sur le même avion même moteur si on pose une grande hélice soit une boreur de 82 42 et un 70 64 on arrivera approximativement au même RPM en statique plein gaz
Si on mesuree la traction avec une balance la 82 "de diametre donnera plus de traction. Au décollage et en montée la grande hélice sera meilleur..
La petite hélice donne moins de traction elle devient plus éfficace seulement aprés avoir pris une certaine vitesse , en montée il faut prendre plus de vitesse , la ou la petite hélice devient superieur c'est en croisiere et croisiere rapide .

En resumé le même avion même moteur et même puissance developpé peuvent avoir des rendements differrents sur la traction suivant l'hélice et la vitesse de l'avion .
Aprés avoir essayer plus de 50 hélices sur mon avion des petites des larges, des etroites, des grandes , toutes sortes de pitch, on apprend beaucoup et pas théorique mais dans la réalité , sur le siege, c'est parfois differrent ..

André

doloair · Post by **doloair** » Wed 28 Nov, 2012 18:49

Mach Diamond wrote:Dolo, c'était quoi encore ça... tout corps plongé dans un liquide en ressort mouillé c'est ça?

--Luc

c' était my final answer

Doloair qui ne l' a pas du tout

martind2112 · Post by **martind2112** » Thu 29 Nov, 2012 02:11

J'ai fait un petit calcul rapide, et ce n'est pas mon champs d'expertise, alors je ne signe pas ce papier.

Un peu de backward engineering:
Un Cessna 150, qui développe son théorique 100 HP (74570 W).
Il vole, disons, à 100 kts (51.4 m/s).
On suppose qu'à la vitesse normale ou maximale de croisière, les designers tirent le maximum d'efficacité réélle d'une hélice, de 80 à 85% (http://web.mit.edu/16.unified/www/SPRIN ... 0000000000)

74570 W * 0.8 = 59650 W
/ 51.4 m/s = 1160 (Poussée/Traction, en Newton)

Converti en livre:
= 260 lbf

Une vérification rapide, semble indiquer le bon ordre de grandeur:
"Direct drive VW's are limited to a 62" diameter prop because of tip speed. They will produce about 200 to 250 lbs. of thrust, depending upon prop manufacturer. The reduction drive engines can turn prop diameters from 72" with a 1.6:1 ratio and up to a 103" prop with a 2.47:1 ratio. Static thrust with a 72" prop is about 350 lbs. The 2:1 ratio with a 84" prop will deliver about 450 lbs. of thrust. A 103" prop on the 2.47:1 will deliver almost 600 lbs. of thrust."
(http://www.greatplainsas.com/whydiff.html)

Jacques3012 · Post by **Jacques3012** » Thu 29 Nov, 2012 08:32

Pourquoi un avion avec un moteur 150 HP au lieu du même avec le 100 HP ne vas pas beaucoup plus vite

Pourtant l'hélice produit beaucoup plus de déplacement d'air. La différence semble être surtout au décollage et dans le taux de montée.

Jacques3012

OlivierC-FWOL · Post by **OlivierC-FWOL** » Thu 29 Nov, 2012 10:40

C'est une question de traînée Jacques.

Si tu prends un Beaver et que tu lui donnes 1 000HP, il n'ira pas significativement plus vite.

Jacques3012 · Post by **Jacques3012** » Thu 29 Nov, 2012 10:45

OlivierC-FWOL wrote:C'est une question de traînée Jacques.

Si tu prends un Beaver et que tu lui donnes 1 000HP, il n'ira pas significativement plus vite.

D'accord c'est pour ça qu'il y à tant de différence entre la vitersse d'un 182 train fixe et le 182 train escamotable. J'aurais pensé que la puissance supplémentaire aurais combattu beaucoup plus la trainée de l'appareil.

Merci !

Jacques3012

chuck · Post by **chuck** » Thu 29 Nov, 2012 10:47

Il y a une question de trainée induite.
Un avion de 150HP, pése généralement plus qu'un avion de 60HP... cela sous entend que les ailes portent plus, donc que la trainée induite est plus importante, donc il faut plus de puissance.
Sur nos petits avions, on ne remarque pas trop que l'on va moins vite en croisire pour la meme puissance affiché lorsque l'on est chargé, mais on remarque tt de meme que cela monte moins bien...
Ceci est simplement due au fait, que l'on a plus de trainée induite (on vole a une incidence plus elevée). Origine aussi de la course au poids des constructeurs: avion plus léger-> moins de puissance moteur->avion encore plus léger

On peut, via des calculs assez complexes, reussir à trouver la puissance, en fonction de la vitesse, de la portance, de l'incidence, etc... mais bon

Jacques3012 · Post by **Jacques3012** » Thu 29 Nov, 2012 11:07

Ok mais ce que je comprend pas c'est qu'un 150 avec 100 hp, a une température donnée et une altitude donnée aura un taux de montée de 500 pieds minute et le même avion, même conditions, avec 150 hp aura un taux de montée de 1000 pieds minute, pourtant, celui qui monte à 1000 pieds miniutes devrait avoir une trainée plus évidente vu l'angle des ailes.

Jacques3012

jules · Post by **jules** » Thu 29 Nov, 2012 11:35

Pourquoi un même avion avec un moteur plus puissant ne va pas beaucoup plus vite qu'un autre?

Les réponses données sont excellentes. De plus:

Il y a aussi la question de la trainée parasite. Celle causée par la forme de l'avion et sa friction avec l'air. Cette trainée augmente avec le carré de la vitesse. C'est donc à dire qu'une augmentation de 20% de la vitesse augmente la trainée de presque 45%. Donc demande passablement plus de puissance.

Enfin, les hélices sont toujours un peu un compromis. Plus de puissance en monté, ou plus de vitesse en croisière. Il est fort possible que nos moteurs ne fournissent pas toute la puissance disponible en croisière pour avoir des performances acceptables en monté.

martind2112 · Post by **martind2112** » Thu 29 Nov, 2012 11:44

Il faut se rappeler que la traînée augmente avec le carré de la vitesse. Et que la puissance (en poussée) est le produit (multiplication mathématique) d'une force et d'une vitesse. Si la vitesse augmente pour une puissance donnée, la force de propulsion diminue.

Aussi, un avion en montée subit le même genre de charge qu'un avion en palier sur lequel on exerce une force vers l'arrière: il ralentira. En ralentissant, le pas fixe de l'hélice fait en sorte qu'on entre dans un régime d'opération moins qu'optimal, l'angle d'attaque des pales étant plus grand, leur trainée sera plus grande et le moteur ralentira. Les HP du moteur combattent cette grande force qu'est la trainée du rotor. Un moteur plus puissant pourra maintenir le RPM.

Jacques3012 · Post by **Jacques3012** » Thu 29 Nov, 2012 11:59

martind2112 wrote:Il faut se rappeler que la traînée augmente avec le carré de la vitesse. Et que la puissance (en poussée) est le produit (multiplication mathématique) d'une force et d'une vitesse. Si la vitesse augmente pour une puissance donnée, la force de propulsion diminue.

Aussi, un avion en montée subit le même genre de charge qu'un avion en palier sur lequel on exerce une force vers l'arrière: il ralentira. En ralentissant, le pas fixe de l'hélice fait en sorte qu'on entre dans un régime d'opération moins qu'optimal, l'angle d'attaque des pales étant plus grand, leur trainée sera plus grande et le moteur ralentira. Les HP du moteur combattent cette grande force qu'est la trainée du rotor. Un moteur plus puissant pourra maintenir le RPM.

<
Whein, il faut se rappeler, sauf que moi, en mathématique, je suis pas le plus fort

Vous avez beau mettres pleins de formules, je ne comprend absolument rien

Je suis du genre plus visuel

mais vous n'êtes pas obligés d'aller plus loin dans vos détails.

Jacques3012

martind2112 · Post by **martind2112** » Thu 29 Nov, 2012 12:08

Jacques3012 wrote:
martind2112 wrote:Il faut se rappeler que la traînée augmente avec le carré de la vitesse. Et que la puissance (en poussée) est le produit (multiplication mathématique) d'une force et d'une vitesse. Si la vitesse augmente pour une puissance donnée, la force de propulsion diminue.

Aussi, un avion en montée subit le même genre de charge qu'un avion en palier sur lequel on exerce une force vers l'arrière: il ralentira. En ralentissant, le pas fixe de l'hélice fait en sorte qu'on entre dans un régime d'opération moins qu'optimal, l'angle d'attaque des pales étant plus grand, leur trainée sera plus grande et le moteur ralentira. Les HP du moteur combattent cette grande force qu'est la trainée du rotor. Un moteur plus puissant pourra maintenir le RPM.
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Whein, il faut se rappeler, sauf que moi, en mathématique, je suis pas le plus fort Vous avez beau mettres pleins de formules, je ne comprend absolument rien Je suis du genre plus visuel mais vous n'êtes pas obligés d'aller plus loin dans vos détails.

Jacques3012

Je comprends que ce n'est pas facile. Des années d'études n'ont réussi qu'à me faire comprendre que l'intuition en aérodynamique est souvent un très mauvais serviteur.

"Il faut se rappeler..." Ce n'est pas pour narguer personne. Mais ça fait partie des connaissances de base du cours de principes du vol que nous avons tous suivi.

Jacques3012 · Post by **Jacques3012** » Thu 29 Nov, 2012 12:14

martind2112 wrote:
Jacques3012 wrote:
martind2112 wrote:Il faut se rappeler que la traînée augmente avec le carré de la vitesse. Et que la puissance (en poussée) est le produit (multiplication mathématique) d'une force et d'une vitesse. Si la vitesse augmente pour une puissance donnée, la force de propulsion diminue.

Aussi, un avion en montée subit le même genre de charge qu'un avion en palier sur lequel on exerce une force vers l'arrière: il ralentira. En ralentissant, le pas fixe de l'hélice fait en sorte qu'on entre dans un régime d'opération moins qu'optimal, l'angle d'attaque des pales étant plus grand, leur trainée sera plus grande et le moteur ralentira. Les HP du moteur combattent cette grande force qu'est la trainée du rotor. Un moteur plus puissant pourra maintenir le RPM.
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Whein, il faut se rappeler, sauf que moi, en mathématique, je suis pas le plus fort Vous avez beau mettres pleins de formules, je ne comprend absolument rien Je suis du genre plus visuel mais vous n'êtes pas obligés d'aller plus loin dans vos détails.

Jacques3012
Je comprends que ce n'est pas facile. Des années d'études n'ont réussi qu'à me faire comprendre que l'intuition en aérodynamique est souvent un très mauvais serviteur.

"Il faut se rappeler..." Ce n'est pas pour narguer personne. Mais ça fait partie des connaissances de base du cours de principes du vol que nous avons tous suivi.

Je ne me rappelle pas de ça, et ça ne fais pas si longtemps

Maudit alzheimer

Jacques3012

C-GBVK · Post by **C-GBVK** » Thu 29 Nov, 2012 12:24

Bonjour

martind2112 wrote:J'ai fait un petit calcul rapide, et ce n'est pas mon champs d'expertise, alors je ne signe pas ce papier.

Un peu de backward engineering:
Un Cessna 150, qui développe son théorique 100 HP (74570 W).
Il vole, disons, à 100 kts (51.4 m/s).
On suppose qu'à la vitesse normale ou maximale de croisière, les designers tirent le maximum d'efficacité réélle d'une hélice, de 80 à 85%

Pour le 85 % sur un cessna 150 ou 152 j'ai des serieux doutes
En tous cas ils se sont nettement amélioré avec le Cessan 172 un Mac Cauley de diametre 75" plus grande que sur un Piper cheroké .
Parceque les autres constructeurs, Citabria, Piper pour les mêmes moteurs ont des hélices de diametre plus grand a pale plus large
Chez les constructeurs en Amerique le Cessan 150 et le Cessna 152 sont les seul a poser des des hélices de si petit diametre soit 69" tous les autres c'est 71" 72" 74" avec les mêmes moteur sur des avion differrents

Pourrait tu refaire le même exercise de calcul avec un Cessan 140
la croisiere est 100 mph pour ces deux avions (les plus propre exceptionellement vont atteindre 110mph )

Cessna 140 moteur 85hp hélice diametre 71" pas 48
Cessna 150 moteur 100hp hélice diametre 69" pas 48

@Jacques3012
Sur Piper J3 standard moteur 65 hp on lui pose un 100hp la differrence sur la vitesse c'est ridicule les gains les gains sont sur le décollage et la montée a condition de lui avoir posé une hélice adapté a la montée Soit une 74 39

André

martind2112 · Post by **martind2112** » Thu 29 Nov, 2012 12:28

Jacques3012 wrote:Je ne me rappelle pas de ça, et ça ne fais pas si longtemps

Maudit alzheimer

Jacques3012

Entre ciel et terre (From the Ground Up), Théorie du vol, Portance et courbe de traînée, page 19 dans l'édition 1984.