Prospective et synthèse
Anibal
Définition de l'hélice
Après avoir déterminé une hélice de référence et évalué ses performances, l’Onera a procédé à une étude paramétrique, dans le but de fixer la géométrie de l’hélice Anibal.
Les moyens d’optimiser une hélice pour diminuer le bruit sont connus :
- diminuer la vitesse en extrémité
- diminuer le diamètre de l’hélice
- diminuer la vitesse de rotation
- augmenter le nombre de pales
- modifier les sources de bruit
- modifier l'épaisseur des pales
- modifier la distribution de charge le long des pales
- déphaser les sources élémentaires
- flèche
- vrillage
- dièdre d’extrémité
- définir des profils de pales spécifiques "hélice silencieuse"
De plus il faut s’assurer de la non dégradation des performances aérodynamiques.
Evaluation des hélices candidates à l’optimisation
L’Onera a évalué un certains nombres d’hélices candidates reposant sur 3 critères :
- Nombres de pales : 3, 4 et 5 pales
- Diamètre : nominal à 1,70m avec des écarts de 1,64 à 1,74m
- Ajout ou non de flèche
9 hélices ont été évaluées : 5 tripales avec étude de répartition de corde, vrillage position des profils, 1 quadripale et 3 hélices à 5 pales.
L'étude a montré que pour un nombre de pales donnée, si on augmente le diamètre, les performances aérodynamiques augmentent. Seul une augmentation du nombre de pales peut de manière significative réduire le bruit de charge.
Pour les hélices tripales, les performances restent inférieures, en phase de montée, aux performances de référence (dans la limite des 3%), et le gain sur le bruit en certification plafonne à +6dBA.
Pour ce qui est des quadripales, les performances s’améliorent à isodiamètre et le gain sur le bruit atteint +8 dBA (mais le bruit moteur est à prendre en compte).
Enfin, les performances des hélices 5 pales dépassent les performances de référence et le gain en bruit dépasse 9 dBA.
Position Onera « aérodynamique » et « acoustique »
L'hélice tripale parait trop limitante en terme de résultats (notamment en acoustique). La quadripale pourrait être un bon compromis (bonnes performances et gain proche des 8 dBA), mais la prise en compte des raies moteurs (4 cylindres) peut ramener ce gain à 6 dBA. De son coté, la 5 pales apporte des performances satisfaisantes (supérieures à l’hélice de référence) et le gain en bruit atteint les 9,5 dBA.
La solution d'une hélice à 5 pales de 1,68m de diamètre a donc été retenue pour la suite du programme Anibal. Sa définition (épaisseur relative, forme des profils) a été réalisée pour être compatible avec la technologie développée par la société Duc-Hélice.
Etude faisabilité et fabrication de l’hélice
Cette société a donc été retenue en tant qu’hélicier du projet Anibal pour son expérience dans la fabrication d’hélices composites d’ULM mais surtout parce que sa technologie permet de fabrication permet d’obtenir des épaisseurs réduites sur les extrémités de pales. Ainsi, un fois le nombres de pales de l’hélice Anibal fixé, Duc-Hélice a effectué une étude de faisabilité pour une hélice de ce type. Cette étude fait l’objet de la définition géométrique du pied de pale, de l’encombrement du moyeu d’hélice 5 pales et de l’étude de faisabilité de la pale d’hélice correspondante.
