Bonjour,
 
Je suis à la recherche d'un sujet de TIPE pour mon année de 5/2. En 3/2 j'ai travailler sur la force de traction des hélices et je regardais comment variait cette force en fonction de la vitesse de rotation, du nombre de pales, du pas et du diamètre ...
 
Je possède donc des moteurs et des hélices d'aéromodélisme que j'aimerais bien ré-utiliser cette année dans mon nouveau TIPE mais je n'ai pas vraiment d'idée .... Pourtant je pense qu'il y a vraiment des choses intéressantes à faire dans ce domaine ... J'aimerais bien ré-utiliser mon matériel mais ce n'est pas obligatoire, mais je voudrai avoir des idées ... Dans le domaine de l'aéronautique ... Avec bien sûr des expériences réalisables
 
Merci d'avance

S'il vous plait ...
 
Merci

Des idées en vrac: avantage inconvénient du contrarotatif (avion et hélico), propulsion ou traction par l'hélice, réduction du bruit ou reduction de la résistance avec différents bouts de pales, influence du materiau sur le comportement de l'hélice (déformation donc moins de rendement, poids...), étudier le pas variable et le comparer au pas fixe.
Sinon en restant dans l'hélice: comparaison hélice et pale d'éolienne, ou entre hélice aérienne et sous-marine et leurs containtes

 
Les hélices à pas variable ça peut être sympa ... Mais quelle problématique, enfin qu'est-ce que je peux étudier et quelle expérience puis-je faire ?
 
Merci d'avance

Sinon j'ai pensé réaliser une soufflerie pour étudier je ne sais pas encore quoi, une hélice, une aile ... etc sur ce modèle : http://www.odpf.org/anterieures/xiv/...memoire_21.pdf
 
Merci

Le lien que tu as donné ne fonctionne pas, sinon c'est pas mal de faire une banc de test de soufflerie pour voir les différents types d'ailes (ou de pales) et leur application, sinon étudier l'influence de la forme de la cellule de l'avion avec la soufflerie.
 
Pour les hélices à pas variable, tu peux étudier, comparer les différents systèmes existants et leur domaines d'application, voir l'influence de la forme de la pale avec et sans sans ce système.

 
Mince, voilà le lien : http://www.odpf.org/anterieures/xi [...] ire_21.pdf
 
merci

J'avais déjà vu, leur idée de la perceuse est pas mal, mais en pouvant récupérer un moteur d'aspi et ses ailettes, tu peux créer un flux déjà pas mal, c'est que j'ai "fait" avec un vieil aspi 1400W de mémoire où j'ai gardé les deux étages d'ailettes en enlevant juste la séparation et en agrandissant la sortie d'air.
Une autre idée qui m'est venue est l'impact des dégâts, déchets, dégradation de l'état de surface sur une hélice/pale (voir aile)

 
Mais c'est gênant ils n'ont pas mis les plans de construction de chaque pièce avec les mesures de chaque pièce ....
 
Merci

Tu peux le faire au feeling ou par calcul en regardant le débit d'air que tu sors avec ton moteur et avec la vitesse d'air que tu as besoin pour ton test, ou tu prends carrément l'étude d'une soufflerie en sujet de TIPE  

C'est bon, j'ai finalement réussi à construire les plans de chaque pièce.
Vous pensez que c'est une bonne idée ? Et est-ce que ça marchera bien ? Enfin est-ce que je pourrai étudier mes hélices ou bien des profils d'ailes ?
 
Merci

Tu pourras étudies des profils d'ailes, mais au niveau des hélices, tu pourrais étudier des hélices "réceptrices" comme celles des éoliennes, plutôt que des motrices (ou alors voir la trainée de l'hélice en rotation un truc comme ça).
Suivant ta soufflerie, je pense que tu pourras pas atteindre les 300km/h de vent, faut compter avec ça aussi.

Auriez-vous des sites ou livres à me conseiller pour élaborer une soufflerie ? Je n'ai pas trouvé grand chose d'intéressant ...
 
Merci

J'ai plus de titre en tête mais dans des livres sur l'histoire et progrès de l'aviation on voit une partie sur l'évolution des souffleries: à chute d'Eiffel, celle des frères Wrights jusqu'aux récentes supersoniques avec un bout de partie théorique. Pour les calculs, tu peux la faire comme un tube Venturi.

Hum d'accord, enfin c'est-à-dire que mon prof de physique m'a dit : "il faut accompagner ce travail manuel d’une réflexion personnelle sur la conception d’une soufflerie (en général + ton cas particulier) . En particulier, les ordres de grandeurs doivent pris en compte".
Mais je n'ai aucune idée de ces ordres de grandeurs ...
 
Merci

En ordre de grandeur par exemple ta soufflerie peut faire de 0 à 20Km/h et fait dans les 50cm de diamètre (valeurs au pif) tandis que celle de Meudon va plus haut que Mach3 et fait plus de 12m (de mémoire), on trouve pas mal de doc sur les souffleries sur le net en farfouillant un peu.

Mais comment je peux faire pour évaluer la vitesse dont j'ai besoin et la taille de ma soufflerie ?
 
Je ne trouve rien d'intéressant ...
 
merci

Pour la taille, fat voir avec ce que tu veux mettre dedans (si tu met des pales de diamètre 10cm ou 1m) mais si tu la fait trop grandes tu aura besoin d'un moteur plus costaud derrière.
Pour la vitesse, c'est pareil, faut voir la plage d'étude que tu veux expérimenter.

En fait, ma plus grande hélice mesure 25,4 cm de diamètre. Mais je peux l'abandonner mais il faut au moins la place pour des hélices de 23 cm de diamètre. Et pour la vitesse je ne sais pas du tout ....
 
Par contre, la soufflerie du lycée et tout droite alors que la plupart des souffleries que je vois sont en 3 parties et pas droite.
 
Merci

En gros la soufflerie fait:
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   I    \                      -----------
   I      \                   /
   o       -------------
   o       -------------
   I     /                   \
   I    /                      ------------
-----
turbine / cône de rétrécissement (accélère le vent mais diminue la pression) / "chambre" d’expérience / détente et échappement

Le principe du tube de venturi.. pour le lycée ils ont dû faire droit parce qu'ils avaient pas besoin d'un fort débit d'air et que leur moteur leur suffisait le bon.

 
Oui donc il ne faut pas que je fasse comme celle du lycée.
Mais comment connaitre les rapports ou les tailles de chaque élément ?
 
Merci

Pour le rapport entre la "chambre" de la turbine et la "chambre" d'essai, tu peux le faire avec l'hydro, principe du tube Venturi, faut voir en fonction de ce que ta turbine peut sortir (et de la taille qu'il fait parce que si ta turbine fait 5cm ta chambre d'essai pourra pas être beaucoup plus grande).  
Après faut voir avec l'encombrement, si t'as 2m² pour le faire ou plus.
 
Ce que tu peux faire c'est voir combien tu veux en chambre d'essai et essayer de dimensionner par calcul la turbine en conséquence (ou l'inverse).
 
Pour la détente je pense pas qu tu en ai besoin, tu risques pas de sortir du 300km/h de vent donc la vitesse en sortie te gène pas (sauf si ta soufflerie est légère et mal arrimée).

Je ne sais pas sinon est-ce que je peux faire la même soufflerie que celle du lycée en modifiant la largeur qui était de 18cm à 35cm et donc en multipliant également la longueur par le même coefficient. Et ensuite construire deux "pyramides tronquées" que je mets à chaque extrémité ? Et il doit y avoir des rapports à conserver entre chaque parties ..
Sinon pour l'encombrement, j'ai de la place
 
Merci

Il faut surtout voir avec le moteur ou pompe que tu compte mettre, parce que la relation entre la première et deuxième partie de ta soufflerie est basée sur les vitesses avec la mécanique des fluides en prenant que le débit est constant tout au long de la soufflerie.

Pour la construction, tu peux essayer de voir sinon avec les tubes pour aspiration industriels, tu as pleins de diamètre et des cônes de rétrécissement (pour les moteurs aussi, ils en ont avec fort débit mais le prix est costaud).

Edit: Pour moi tu devrais poser le débit que tu as en entrée en choisissant le moteur ou pompe puis choisir ta plage d'étude que tu as besoin

Mais comment connaitre le début en entrée sachant que le moteur et hélice seront en sortie (pour aspirer l'air) ?
Je mettrai probablement une hélice de 15" ou maximum 20". Mes hélices que j'étudierai auront un diamètre maximum de 9". Et j'aimerais bien qu'il y ai une vitesse dans la chambre de test d'au moins 50km/h plus serait mieux mais ça m'étonnerait que je puisse y arriver.
 
Merci

Si on prends tout en tube, en négligeant les pertes, et que ta chambre d'hélice fasse 55 de diamètre, pour les 50Km/h dans la chambre d’expérience de D.35 tu aurais besoin de tirer 20km/h à l'hélice environ (calculs fait à la va vite car au boulot   ), ça change pas grand chose au probème que ton hélice soit en aspi ou prop, ça inverse juste les chambres.

 
 
Mais comment savoir la vitesse de l'air que va envoyer mon hélice ? Il doit y avoir un calcul très simple .. Mais je ne vois pas ...
 
merci

Tu peux le faire expérimentalement avec un anémomètre, sinon il me semble qu'en connaissant la force de traction de ton hélice, tu peux calculer la vitesse, avec mes souvenirs de mécanique des fluides il me semble avoir pu trouver une relation, tu as déjà fait de la méca des fluides ?

Bon, je vais partir du moteur, est-ce que moteur de tondeuse comme ceci conviendrait ? http://vente-bricolage.mes-occasio [...] 49112.html avec une hélice en bois de 20x18" ?
Est-ce que je peux le faire tourner à 2000 tr/min ?
 
Ensuite admettons que je fasse ceci :
 
http://dl.free.fr/getfile.pl?file=/NoM6wXPB
 
Si le moteur avec un pale de 18" de pas tourne à 2000 tr/min ça me fournira une vitesse de 54 km/h non ?
(cf 18" = 45.7cm / tour et 2000 tr/min => 91 400 cm/min => 54km/h)
Et j'obtiendrai donc une vitesse d'environ 120 km/h dans la chambre de test puisque le débit volumique se conserve.
 
Ce n'est à mon avis pas si facile ...  
 
Merci

Je vois pas comment tu calcules avec la conservation du débit volumique, tu obtiens directement une relation entre la vitesse en bout de pale et la vitesse du vent sortant ?
Ça me paraît trop simple car le calage des pâles n'interviendrais pas.

Personnellement j'avais penser à partir de la force produite par le moteur au régime voulu (F) puis F = DeltaP x S et DeltaP = 1/2 Rhô x V²

Oui ça doit être faux en fait .... Mais est-ce que cette soufflerie (fichier free) te semble bien ? Je voudrais bien commencer la construction parce que ça va prendre pas mal de temps ...
 
Merci

Ça a l'air pas mal on dirais, tu double ta vitesse en zone d’expérience par rapport à la turbine, mais si ton moteur est en aspi, il faudrait peut-être agrandir l'entrée pour faciliter l’aspiration de l'air.

Je la fais de 70 cm au lieu de 60 ?  
 
Merci

En réfléchissant je pense pas que ce soit utile d'agrandir l'entrée d'air, ça m'étonnerais que ça change beaucoup (sauf si ton moteur+hélice brasse une grosse quantité d'air).
 
En plus laisser identique en entrée et en sortie te permettrais de faire les 2 cas pour ta soufflerie: moteur en prop ou aspi.

Dans un magasin de bricolage j'ai trouvé des plaques de plastique genre plexiglas assez souple que l'on peut un petit peu tordre, vous pensez que ça irez pour faire le cône d'entrée ?
 
Merci

Ça peut être pas mal mais faut voir s'il peut se tordre (voir en chauffant) jusqu'à former le cône et s'il devient pas trop fragile.
L'autre point est que si tu utilise du plexis, ce sera dur de fixer des choses à cet emplacement si besoin donc faut bien réfléchir à ce que t'as besoin je pense.

 
Enfin ce n'est pas vraiment un cône puisque c'est une section carrée. Et dans le cône d'entrée il n'y a rien besoin de fixer je pense :-)

Il me semble que la grille pour réduire les turbulences se fixe dans l'entrée.

 
Oui exact, mais je vais faire un cadre pour stabiliser le tout donc j'aurais un cadre en bois à l'entrée sur lequel je peux fixer la grille.

Et quel moteur puis-je mettre sachant qu'il y aura une hélice de 21 ou 22" ? :-)
 
Merci