Effet ESR : EXTENDED SPEED RANGE

Chez E-PROPS, On utilise le terme "effet ESR" pour parler d’une hélice à pas fixe (ou à pas réglable au sol) dont le comportement s’approche de très près de celui d’une hélice à pas variable.
ESR signifie Extended Speed Range (Plage de Vitesse Etendue).


Cet effet ESR a les caractéristiques suivantes : il induit très peu d’écart entre le régime en statique et le régime de vol, ce qui permet de conserver une forte puissance au décollage.
=> Cela signifie que le régime moteur plein gaz reste quasiment constant.


Par exemple :
- décollage : moteur plein gaz 5400 tr/min
- vitesse max 200 km/h : moteur plein gaz 5500 tr/min
L’écart de régime entre 0 km/h et 200 km/h n’est dans ce cas que de 100 tr/min. A titre de comparatif, une hélice traditionnelle (non ESR) peut avoir jusqu’à 1.000 tr/min d’écart de régime entre le décollage et la croisière max.


Exemple pour un moteur ROTAX 912, pas réglé pour 5.800 tr/mn à 120 km/h :
- une hélice ne présentant pas d’effet ESR aura entre 600 et 1.000 tr/mn de moins au décollage, et sa poussée sera alors inférieure à 185 kg.
- une hélice ayant un effet ESR va permettre d’avoir seulement 200 tr/mn de moins au décollage (5.600 tr/mn), et donc une poussée statique de 210 kg, soit environ 10% de poussée en plus !


Selon le réglage du pas, l’effet ESR permet :
=> soit un décollage court et un meilleur taux de montée : l’aéronef est plus vite assez haut, ce qui est important pour la sécurité et également pour réduire le bruit qu’il génère.
=> soit, si le pas est réglé pour un décollage et un taux de montée standards, alors la vitesse de croisière va augmenter.
Certains modèles E-PROPS permettent même d’avoir plus de tr/min au sol qu’en vol...


D’un point de vue technique, il existe différents moyens d’obtenir cet effet ESR :
- corde de la pale dite "étroite" avec profil classique (intrados quasi-plat), impliquant généralement le décrochage plus ou moins profond des pales.
- réduction du pas à basse vitesse par déformation en torsion des pales (la tenue mécanique correcte desdites pales est alors complexe à obtenir).
- corde dite "étroite" avec profil creux (intrados creux) afin d’éviter le décrochage des pales => c’est le cas des E-PROPS.


Ne pas oublier : ce qui fait décoller l’avion, ce n’est pas le régime moteur, mais la traction de l’hélice.

Dans le cas de pales décrochées, la perte de rendement peut être supérieure au gain de puissance. C’est pourquoi l’optimisation de la courbe "traction max en fonction de la vitesse" est essentielle lors de la conception de l’hélice.

Quand on recherche à réduire la distance de décollage d’un avion, la traction entre 40 et 80 km/h a beaucoup plus d’importance que celle entre 0 et 40 km/h :
- pendant que l’avion passe de 0 à 40 km/h, sa vitesse moyenne n’est que de 20 km/h; la distance parcourue reste donc faible (ex: 16 m en 3 sec)
- entre 40 et 80km/h, la vitesse moyenne est de 60 km/h : c’est là que l’on "consomme" de la longueur de piste (ex: 60 m en 3.5 sec)

Cela signifie que, pour les E-PROPS, la mesure de traction statique n'est pas une donnée importante.


Grâce à leurs géométries et à leurs profils, les E-PROPS présentent un effet ESR très marqué, permettant d'améliorer fortement les performances des aéronefs au décollage et en croisière par rapport à une hélice pas fixe traditionnelle, et même par rapport à certaines pas variable.




Voir de nombreux autres rappports montrant l'intérêt de l'effet ESR ici : E-PROPS : ESSAIS en VOL