Un des problèmes qui se pose lorsque l’on transporte un MK est son encombrement. On imagine donc aisément que je me penche sur le démontage ou le pliage du châssis.
Oui, mais voilà, les hélices restent très fragiles, et encombrantes. Faire dépasser le bras pour protéger la pale de l’hélice débordante est une idée, mais elle a ses limtes: elle allonge le bras de levier, ce qui en cas de choc accentue les risques de casse du bras, elle ajoute du poids supllémentaire en bout de bras, ce qui n’est pas une très bonne idée pour aider le MK dans ses évolutions (moment d’inertie augmenté) et augmente l’encombrement.
Alors j’ai eu une autre idée. Tout d’abord, regardons cette vidéo:
Vous avez compris, l’idée est d’essayer de mettre des hélices monopales. Pourquoi?
La première raison est liée à un encombrement deux fois moindre, pas en rotation, bien sûr (le châssis doit faire la même dimension pour éviter que les pales se touchent, voire plus grand), mais à l’arrêt. En effet, il suffit de placer la pale le long du bras pour réduire l’encombrement global du fait de l’absence de la pale opposée. Seul le contrepoids indispensable se retrouvera à l’extrémité du bras, mais il est moins fragile qu’une pale longue et effilée.
Accessoirement, l’hélice monopale ne sacrifie pas les performances, au contraire. En effet, une pale d’hélice dévie l’air aspiré et l’enroule selon un hélicoïde autour de son axe. Quand il y a plusieurs pales, chaque pale arrive dans le sillage de la précédente, ce qui perturbe son fonctionnement et réduit son rendement. En pratique, une hélice bipale a un rendement de l’ordre de 70% en général, une hélice monopale peut brasser une envergure de 25% supérieure. Elle le doit, même, car évidemment, il n’y a plus qu’une pale au lieu de deux. C’est donc fort logiquement que le disque parcouru par l’hélice doit offrir à peu près deux fois plus de surface, soit un rayon de 1,4 fois le rayon d’une bipale. Il suffit de comparer les consommations électriques pour constater que ce n’est pas tout à fait vrai, mais qu’il faut au moins multiplier par 1,25 le rayon d’une bipale pour passer à la monopale, après, tout dépend du profil de la pale et de son rendement propre.
On perd donc en encombrement en rotation, mais on regagne celui-ci à l’arrêt, et on augmente le rendement de la propulsion. Pour éviter le balourd, il faut bien évidemment un contrepoids, qui doit perturber le moins possible le flux d’air. Mais l’hélice monopale, une fois équilibrée, vibre aussi peu qu’une hélice bipale, ou comportant encore plus de pales. Ce système a été utilisé sur les avions de vitesse avec des hélices tournant à 30.000 t/mn, c’est dire que le système est opérationnel.
Alors pourquoi ne pas le généraliser? Il y a d’abord un problème esthétique: c’est moche, c’est évident, et en plus d’être moche, ça a un côté inquiétant, on a vraiment l’impression que ça ne tourne pas rond. Si le contrepoids est mal fixé, il vaut mieux ne pas être sur sa trajectoire lorsqu’il partira… Une autre raison, plus technique, est que l’on a vu qu’une monopale doit être plus grande. Or, en augmentant le diamètre d’une hélice, on augmente aussi la vitesse en bout de pale pour un même régime. Le danger, c’est d’atteindre le mur du son (330 m/s, ça n’a rien d’inaccessible), et de perdre tout efficacité brutalement, voire peut-être de casser l’hélice. Dans les tailles que nous employons, le danger est faible, mais sur un vrai avion qui peut avoir une hélice de plus de 5 m de diamètre, le risque est évident. Et il y a aussi bien sûr le problème de la hauteur du train d’atterrissage. C’est d’ailleurs pour cela, et pas pour augmenter le rendement, au contraire, que l’on a vu naitre les tripales, les quadripales, etc. C’était la seule façon de brasser suffisamment d’air avec un moteur puissant sans obtenir des hélices monstrueuses. Mais le rendement s’en ressent.
Fabrication
On ne trouve pas d’hélices monopales sur le marché, en tout cas, je n’en ai pas vu. La seule façon est de la fabriquer à partir d’une bipale dont on tronçonne une des pales, en laissant un moignon sur lequel sera fixé le contrepoids, qui devra impérativement être le plus dense possible pour être de petite taille et ne pas perturber le flux d’air, et être réglable pour équilibrer finement l’hélice. C’est d’autant plus nécessaire qu’il faut rester conscient qu’on obtient une hélice asymétrique, dont la poussé ne se fait que d’un seul côté: les roulement sont déjà sollicités par ce côté un peu excentrique, il est inutile d’ajouter en plus des vibrations dues à un balourd.
Une solution que j’envisage est de fixer une sorte de cavalier en clinquant ou en alu qui pince le moyen de l’hélice et est enfilé en même temps qu’elle sur l’axe de l’hélice et serré par l’écrou de fixation de l’hélice. Sur ce clinquant, une tige filetée et un écrou Nylstop qui sert de contrepoids, et dont le poids apparent en rotation est réglé par vissage-dévissage. Une autre solution est d’épaissir le moignon à l’aide résine, puis de repercer pour y fixer une tige filetée et un écrou d’équilibrage, mais ça me parait plus compliqué. On va réfléchir à la question!
Ça tombe bien, j’ai une hélice ébréchée, elle servira à valider le principe.
