Une histoire d'hélices Contrarotating...

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TAMERL
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# 1 décembre 2013 09:43
Bonjour,

Un des avantages si c'est un bimoteur est la diminution de la trainée de forme et l'annulation du couple de renversement induit souvent compensé par le calage de la dérive dans le cas d'un moteur de puissance élévée.
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Fishbed21
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# 1 décembre 2013 10:15
dans le cas d'un moteur de puissance élévée.
C'est clair ! Je reprends l'exemple du TU-95, en service en 1956 ! Motorisé par quatre KKBM Kuznetsov NK-12MV turboprops de 15000 cv d'une puissance de 44132 KW... Son rendement propulsif est spectaculaire !

Rapide calcul :

Un rendement hélice de 90 % (conservatif pour l'hélice contra-rotative), on a:
Fr = (P.Rh)/V = (11185 x 0,9)/ 236 = 42635 N avec :

Rh = rendement hélice.
P = puissance moteur.
Fr = force de réaction.

L'aire balayée par l'hélice étant de:

A = P.D2/4 = P x (5,6)2 /4 = 24,63 m2

La pression dynamique de :

q = ½. r.V2 = 1/2 x 1,225 x(276)2 = 34146 N /m2

Le rendement propulsif devient alors :

Rp = 2 / [1 +[1 + (Fr/A)/(1/2. r. V2)]0.5 ]


Soit un rendement propulsif de 0,988 soit : 98,8%

" Avec un tel rendement propulsif, le TU-95 à moteurs Kuznetsov NK-12, surpasse nettement ses concurrents subsoniques à réactions, surtout à basse altitude, car il est encore une autre caractéristique qui différencie l'hélice du réacteur, c'est que la distance franchissable diminue avec la baisse d'altitude pour un réacteur, alors qu'elle est indépendante de l'altitude pour une hélice.

Ceci explique pourquoi les TU-95 furent produits en très grand nombre. Ceci laisse encore à prévoir que la réinvention de l'hélice n'est pas toujours finie et que la coûteuse mise au point des prop-fans ne sert que d'étape intermédiaire..
." .

PERFORMANCES DU TU-95 :

Vitesse max à : 925 km/h at 40000 pieds (12,205 m), Mach 0.87
Vitesse max au niveau de la mer : 650 km/h, Mach 0.53
Plafond pratique : 39370 pieds et 29850 ft (9,100 m) avec charge maximum.
Range max : 8110 nm (15,000 km).

(Dernière édition le 1 décembre 2013 10:25)


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Vector
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# 1 décembre 2013 14:59
Fishbed,
La force propulsive dépend de l'accélération que l'hélice imprime à la masse d'air traversant son disque, donc de la densité qui diminue avec l'altitude. La résistance de l'air aussi, mais il y a forcément une influence de l'altitude.

En dehors de ça, les Tu-95 étaient bien connu au Canada, c'étaient même l'objet de la plupart des interceptions. Un point qui m'intrigue dans tes photos est la perche de ravitaillement. Avec 15 000 km d'autonomie, qui a besoin de ravitailler en vol ?

(Dernière édition le 1 décembre 2013 15:00)


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Fishbed21
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# 1 décembre 2013 17:15
Avec 15 000 km d'autonomie, qui a besoin de ravitailler en vol ?
A l'exception du modèle A, tous les modèles sont équipés d'une sonde de nez pour le ravitaillement en vol ! Avec une charge normale, la distance varie de 10500 à 13200 km. mais à pleine charge, ça se réduit à moins de 4000 km !

La résistance de l'air aussi, mais il y a forcément une influence de l'altitude.
Oui, et d'ailleurs le calcul se table en accordant un rendement hélice de 90 % uniquement...

(Dernière édition le 1 décembre 2013 17:29)


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Fishbed21
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# 1 décembre 2013 17:23
Ca c'est du cockpit !

Tupolev Tu-95MS

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(Dernière édition le 1 décembre 2013 17:28)


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TAMERL
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# 1 décembre 2013 17:24
Mais ces opérations loin des principales bases soviétiques amènent également les Soviétiques à une conclusion surprenante : l’avion a besoin d’être ravitaillés en vol. Hors à cette époque les techniques de ravitaillement ne sont pas très développés en URSS et seuls les chasseurs sont à même d’en profiter. Qu’à cela ne tienne, le Moss sera doté d’une perche de ravitaillement au-dessus du nez. Cet équipement sera par la suite monté sur Bear.
C'est surtout le temps de patrouille qui etait dimensionnant pour les missions
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TAMERL
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# 1 décembre 2013 17:33
Endurance du Moss : 18h 30, j espère que les temps de repos equipages etaient respectés !!
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Fishbed21
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# 1 décembre 2013 17:38
Ils devaient être une bonne dizaine à bord et puis avec un peu de Vodka, tout est possible !

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Papyrus
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# 2 décembre 2013 08:30
L'autonomie du Tu 95 devait être bien utile pour la version MR (reconnaissance) ou pour le Tu 142 (version surveillance côtière et lutte ASM).
Ses performances sont (encore!) époustouflantes! Je suppose que le bruit était son point faible; je suis pourtant étonné que la formule turboprop CR n'ait pas été reprise, notamment pour les avions de transport régional.
Et l'A 400M, n'aurait-il pas eu de bien meilleures performances? (je vois tout de suite l'objection: le projet était déjà assez limite comme cela, sans y rajouter la complexité de la "boîte CR" qu'aucun constructeur européen ne maîtrise à ce niveau de puissance).

(Dernière édition le 2 décembre 2013 08:31)

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Fishbed21
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# 2 décembre 2013 09:00
Ses performances sont (encore!) époustouflantes! Je suppose que le bruit était son point faible; je suis pourtant étonné que la formule turboprop CR n'ait pas été reprise, notamment pour les avions de transport régional.
Peut-on lier la techonologie Turboprops CR avec des hélices dernières générations (type cimeterre) ? La formule pourrait-être intéressante !

J'ai l'impression que même les Russes tendent à laisser tomber cette formule pour s'orienter vers quelque chose d'autre, qui m'a l'air de se développer assez bien, le Turboshaft CR !

D'ailleurs, Kamov semble avoir trouvé une nouvelle ère de l'hélice contra-rotative (ou la voilure contra-rotative) ! Qui donne au passage, une petite claque au système NOTAR occidental ! Et qui rend le rotor de queue obsolète... smile

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(Dernière édition le 2 décembre 2013 14:59)


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LightWeight
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# 2 décembre 2013 10:19
Papyrus a écrit :L'autonomie du Tu 95 devait être bien utile pour la version MR (reconnaissance) ou pour le Tu 142 (version surveillance côtière et lutte ASM).
Ses performances sont (encore!) époustouflantes! Je suppose que le bruit était son point faible; je suis pourtant étonné que la formule turboprop CR n'ait pas été reprise, notamment pour les avions de transport régional.
Et l'A 400M, n'aurait-il pas eu de bien meilleures performances? (je vois tout de suite l'objection: le projet était déjà assez limite comme cela, sans y rajouter la complexité de la "boîte CR" qu'aucun constructeur européen ne maîtrise à ce niveau de puissance).
Il paraît que les chasseurs entendaient le bruit des TU-95 malgré le bruit de leurs propres machines.
Le TU-95 civilisé par remplacement du fuselage a donné le TU-114 qui n' a pas eu de succès, il doit bien y avoir une raison (bruit, potentiel moteur....).

Le NOTAR avait surtout permis de réduire le bruit lié au rotor de queue et supprimé le risque d' accrochage de débris et une meilleure garde au sol pour le poser en auto-rotation.
Mais il ne s' est pas répandu, peut être à cause de son manque d' efficacité en auto-rotation?

Le meilleur concept, c' est le GE36 en propulsif, sans réducteur/boîte, et le Sikorsky X2 pour arriver aux 450 km/h...

(Dernière édition le 2 décembre 2013 15:00)

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nago
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# 2 décembre 2013 14:31
Au sujet du Bear:
En mission de patrouille maritime, cet avion faisait un tel boucan, que c'était les sonars des sous-marins qui le détectait.
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Fishbed21
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# 2 décembre 2013 15:27
En mission de patrouille maritime, cet avion faisait un tel boucan, que c'était les sonars des sous-marins qui le détectait.
grin et d'ailleurs le Bear était le seul avion à se faire torpiller !

le Sikorsky X2 pour arriver aux 450 km/h..
Un des buts de virer le rotor de queue, est que ce dernier absorbe 30 % de l'énergie totale de l'hélico. Pourquoi y ajouter une hélice propulsive de queue en plus d'un système de rotor contra-rotatif ?

Sinon, le système NOTAR reste tout juste bon dans des missions pépères, en vol croisière, en milieu urbain car relativement silencieux.
Par contre dans des missions plus "musclées" qui demandent de la puissance et surtout de la réponse instantanée aux pieds, là, ce système n'est pas adapté (pour l'instant).

(Dernière édition le 2 décembre 2013 15:37)


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Fishbed21
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# 2 décembre 2013 15:33
Pour GE-36 ils devraient essayer avec un fenestron ?

(Dernière édition le 2 décembre 2013 15:34)


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LightWeight
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# 2 décembre 2013 16:58
A 450 km/h, je ne sais pas le puissance absorbée par l' hélice propulsive, puissance qui ne va plus vers les rotors, mais permet une telle vitesse inaccessible à un hélicoptère pur.

Pour le GE36, vous voulez dire enfermer les hélices dans une carène?
Cela a été expérimenté, mais je crois que le supplément de poids et de traînée "mangent" l' avantage espéré...
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