Analyse expérimentale et modélisation du fonctionnement d'hélices de drones

par Roger Barènes

Thèse de doctorat en Mécanique des fluides

Sous la direction de Alain Carrère.

Soutenue en 1999

à Toulouse, ENSAE .


  • Résumé

    Cette étude porte sur l'exploration du domaine de fonctionnement d'une hélice de drone faiblement chargée en régime de rotation élevé, prenant en compte l'effet d'une mise en flèche de la pale. Pour cela, quatre hélices identiques mais de flèches différentes ont été réalisées. Expérimentalement, l'analyse de performances (coefficient de poussée, de puissance et rendements) à partir d'essais en soufflerie au point nominal a montré un gain de performance limité pour les hélices en flèche ; la similitude des performances des hélices en flèche d'extrémité, symétriques, est notable. Le résultat d'essais en visualisation rapide confirme la présence d'une nappe de sillage, limitée par des tourbillons d'extrémité de pale convergeant vers l'axe de la pale dans le domaine proche. La mise en flèche modifiant la charge, le niveau de convergeance dépend de l'hélice retenue. Une chaine anémométrique thermique trois voies a permis de qualifier le sillage pour plusieurs cas de fonctionnement et les quatre hélices retenues. Des planches de synthèse explorent le fonctionnement de l'hélice droite de référence BA000, et d'autres planches permettent la comparaison des hélices en flèche avec la référence. Une dernière campagne, utilisant un vélocimètre doppler laser bicomposante, a permis de valider partiellement les résultats d'essais de l'anémométrie thermique, et de proposer une caractérisation de la phase de génération du tourbillon. Sur un plan théorique, un code de type Fortran basé sur une méthode de ligne portante avec mise en équilibre de la nappe et faisant appel à des fichiers de polaires de profil a permis des comparaisons entre la théorie et l'expérience au niveau des performances, en valeurs moyennes des composantes de vitesses, et sur le plan des champs de vitesse dans des plans azimutaux et transversaux. Il est cependant montré que le niveau des hypothèses restrictives ne permet pas d'observer les différences de performances entre les hélices.

  • Titre traduit

    Experimental ans theoretical analysis of Remote piloted vehicle (RPV) propellers


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Informations

  • Détails : 1 vol. (306 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 178-181

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Institut Supérieur de l'Aéronautique et de l'Espace. Service documentation.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 1999/274 BAR
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