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8-10 Cellule moteur hélice (motoplaneurs) (voir la source)

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=== Hélices ===
=== Hélices ===
[https://fr.wikipedia.org/wiki/H%C3%A9lice_(a%C3%A9ronautique) L'hélice] tourne grâce au mouvement rotatif imprimé directement ou indirectement par le moteur. Grâce a ses pâles et leur profil aérodynamique, elle "aspire" l'air situé devant pour le propulser vers l'arrière. Ceci génère une force qui assure la propulsion de l'aéronef.
[https://fr.wikipedia.org/wiki/H%C3%A9lice_(a%C3%A9ronautique) L'hélice] tourne grâce au mouvement rotatif imprimé par le moteur. Elle "aspire" l'air situé devant pour le propulser vers l'arrière. Ceci génère une force qui assure la propulsion de l'aéronef. Une hélice comporte souvent plusieurs pâles (ayant la forme d'une aile) tenues au centre par un moyeu qui permet d'attacher l'hélice au moteur. Un cône d'hélice peut être installé pour améliorer aérodynamisme de l'ensemble.  


Les pâles, peuvent être faite de métal, de bois, ou de stratifiés en fibres de verre ou de fibres de carbone. Dans ces deux derniers cas, elles sont renforcées au niveau du bord d'attaque par une pièce de métal pour améliorer la robustesse en cas de choc avec un objet étranger. Le vocabulaire pour définir une pale d'hélice est le même que pour une aile : bord d'attaque ou de fuite, emplanture, calage...etc.


=== Rendement de propulsion ===
Le calage d'une pale d'hélice est l'angle entre la corde du profil de la pâle et le plan vertical formé par l'hélice. On peut noter que l'angle de calage évolue en diminuant lorsqu'on s'éloigne du centre de l'hélice pour tenir compte de la vitesse plus importante en bout de pâle. Le calage impacte directement l'incidence de la pâle et donc le comportement aérodynamique de l'hélice. Le calage définie aussi le pas de l'hélice.  
La puissance propulsive fournie par l'hélice est de l'ordre de 75 à 85 % de la puissance fournie par le moteur ; cette valeur peut monter à 90 % pour des [[Hélice contrarotative|hélices contrarotatives]]{{Référence nécessaire|date=3 mars 2019}}.


=== Pas ===
Le pas de l'hélice est la distance théorique que l'hélice parcourt vers l'avant (ou l'air vers l'arrière) en faisant un tour complet. Selon son application, le pas d'une hélice fixe est choisi pour un fonctionnement optimal à une vitesse donnée :
Le pas d'une hélice est la distance relative parcourue en [[translation]] par rapport à l'air. On distingue le pas géométrique et le pas effectif :
* petit pas : meilleure traction au décollage et en montée (faibles vitesses)
* le pas géométrique, qui est fixe, est la distance théorique que l'hélice parcourt en faisant un tour complet, sans « glisser » (sans déraper dans le fluide, comme une vis dans du métal dur) ;
* grand pas : meilleures performances en croisière (vitesses plus fortes)
* le pas effectif est la distance que parcourt réellement l’hélice — et l'avion — lorsqu’elle fait un tour complet. Il est égal à la vitesse air de l'avion divisée par la vitesse de rotation de l'hélice (qui est, en l'absence de [[Réducteur mécanique|réduction]], le [[régime moteur]]), En fonctionnement normal, du fait de la traction de l'hélice, le pas effectif est plus faible que le pas géométrique (c'est l'inverse quand l'hélice freine l'avion).


Selon son application, le pas d'une hélice fixe est choisi pour un fonctionnement optimal à une vitesse donnée :
[[Image:Helice ULM02.jpg|thumb|Hélice carbone à pas réglable au sol pour ULM]]Sur certaines hélices, le calage des pales est réglable (uniquement au sol par un mécanicien) pour obtenir un pas plus petit ou plus grand selon l'utilisation souhaitée. C'est le cas sur la plupart des [[Aérodyne ultra-léger motorisé|ULM]]. Un autre type d'hélice « à pas variable » (''variable pitch'' en anglais) est doté d'un mécanisme pour ajuster le pas en vol en modifiant l'angle de calage des pales. Le pas variable en vol permet d'optimiser à la fois la traction à vitesse faible (petit pas, pour le décollage), et les performances à vitesse élevée (grand pas, pour le vol en croisière). Le pilote dispose d'une commande pour ajuster le pas de l'hélice suivant la situation et ajuste la puissance avec la manette des gaz. Un dernier type d'hélice à vitesse constante (''constant speed'' en anglais) réalise un ajustement automatique du pas de l'hélice en permanence (le système détecte les variations du régime moteur induites par les variations de vitesse de l'aéronef, et change le pas pour maintenir le régime moteur constant). Dans ce cas, le pilote règle un régime moteur "cible" et ajuste la puissance avec la manette des gaz.  
* petit pas : meilleure traction au décollage et en montée (faibles vitesses) ;
* grand pas : meilleures performances en croisière (vitesses plus fortes).


=== Calage ===
Le pas de l'hélice est déterminé par le calage angulaire du [[Profil (aérodynamique)|profil]]. Le calage local va décroissant en s'éloignant du centre ([[vrillage]] de la pale), car la vitesse locale de la pale augmente. La [[Corde (aérodynamique)|corde]] et le profil varient généralement le long de la pale : les efforts de [[Flexion (matériau)|flexion]] conduisent à des pales plus épaisses à l'[[emplanture]] qu'à l'extrémité. La vitesse élevée en bout de pale conduit à des profils plus minces, mieux adaptés aux [[nombre de Mach|Mach]] élevés.


=== Pas réglable ===
Certaines hélices à pas variable peuvent être mises :
[[Image:Helice ULM02.jpg|thumb|Hélice carbone à pas réglable au sol pour ULM]]Sur certaines hélices, le calage des pales est variable et peut être réglé au sol pour obtenir un pas plus petit ou plus grand selon l'utilisation souhaitée. C'est le cas sur la plupart des [[Aérodyne ultra-léger motorisé|ULM]].
* en « drapeau », avec un calage de 90° environ, de manière à offrir la moindre [[wikipedia:traînée]] pendant le vol moteur coupé sur un motoplaneur 
* en « ''reverse'' » avec un calage négatif, ce qui permet d'utiliser la puissance moteur pour réaliser une contre poussée (inexistant pour le vol en planeur).  


=== Pas variable ===
L'hélice « à pas variable » est dotée d'un mécanisme pour ajuster le pas en vol en modifiant l'angle de calage des pales<ref>dont le principe avait été proposé en 1871 par J. Croce-Spinelli pour des ballons dirigeables) a été réalisée par le canadien W.R. Turnbull ; premier essai concluant en 1927</ref>. Elle permet d'optimiser à la fois la traction à vitesse faible (petit pas), et les performances à vitesse de croisière (grand pas). Généralement, le pilote commande un régime moteur donné et un mécanisme de régulation adapte le pas de l'hélice, en fonction de la puissance moteur et de la vitesse air, pour maintenir le régime constant, d'où l'appellation anglaise « ''constant speed'' » pour les hélices à pas variable.


Certaines hélices peuvent être mises :
[[Image:Helice HS 54H60-77.JPG|thumb|Hélice à pales à pas variable d'un [[Lockheed P-3 Orion]].]]
 
* en « drapeau », avec un calage de 90° environ, de manière à offrir la moindre [[traînée]] en cas de panne du moteur (sur un avion multimoteur) ou pendant le vol moteur coupé (sur un [[motoplaneur]]) ;  [[Image:hercules.propeller.arp.jpg|thumb|Hélices en drapeau ([[Lockheed C-130 Hercules|Hercules C-130]])]]
* en « ''reverse'' » avec un calage négatif, ce qui permet d'utiliser la puissance moteur pour réduire la distance de roulage à l’[[atterrissage]].
 
Les premiers systèmes à apparaitre étaient à ''mode manuel''<ref>[http://aviatechno.free.fr/passion/gonfleur.php Les premières hélices à pas variable] sur aviatechno.free.fr</ref>, le pilote pouvait donc modifier directement le calage des pales en actionnant les commandes PP et GP. En ''mode automatique'', c’est le [[régulateur de vitesse]] (couplé à la commande des gaz ou avec une remontée du régime moteur) qui modifie le calage des pales, le pilote demandant une vitesse de rotation donnée (hélice à régime constant), ou la mise en drapeau.


[[Image:Helice HS 54H60-77.JPG|thumb|Hélice à pales à pas variable d'un [[Lockheed P-3 Orion]].]]


Une partie de l'énergie fournie par le moteur est perdue en trainée, le '''rendement de propulsion''' d'une hélice est de l'ordre de 75 à 85 % de la puissance fournie par le moteur.


Hélices
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