Hélices hors-bord - Conçues pour la performance

Vous vous intéressez à la science qui régit les hélices hors-bord ? Si oui, cet article est pour vous.

Les hélices d'origine Yamaha , Mercury , Solas , Acme et Michigan Wheel sont conçues pour optimiser les performances de votre moteur hors-bord. Chaque dimension, chaque angle, et même le matériau, influe sur les performances de l'hélice. Comprendre les spécifications d'une hélice vous permettra de choisir celle qui exploitera pleinement la puissance de votre moteur.

Termes d'ingénierie des hélices

Diamètre

Il s'agit de la largeur totale du « cercle » formé par les extrémités des pales de l'hélice hors-bord en rotation. Le diamètre approprié pour chaque modèle d'hélice est déterminé par sa conception et son application prévue.

Un diamètre plus important déplace un plus grand volume d'eau et permet une meilleure pénétration dans l'eau ; c'est pourquoi on les utilise généralement sur les grands bateaux lourds ou ceux dont le moteur est monté en hauteur. Un diamètre plus petit est généralement utilisé sur les bateaux plus légers, où l'hélice fonctionne plus bas dans l'eau ou lorsqu'on souhaite augmenter le régime moteur. Au sein d'une même série d'hélices, le pas diminue généralement avec l'augmentation du diamètre.

Pas de l'hélice

Le pas correspond à la distance parcourue par une hélice en un tour complet, comme si elle se déplaçait dans un solide. Chaque pouce de pas équivaut approximativement à 150 tr/min, à 50 tr/min près. Une hélice adaptée permettra à votre moteur, sous charge normale à élevée, d'atteindre la limite supérieure de sa plage de régime maximal spécifiée par le constructeur, sans la dépasser. Un pas plus faible offrira une meilleure accélération et une plus grande puissance, mais une vitesse de pointe inférieure. Un pas plus élevé offrira une accélération moindre, mais un potentiel de vitesse de pointe plus important. Au sein d'une même série d'hélices, le pas diminue généralement lorsque le diamètre augmente.

Râteau à hélice

L'angle de chasse est l'angle formé par les pales de l'hélice par rapport à son axe central et s'exprime en degrés. Une hélice à angle de chasse élevé est idéale pour les moteurs montés en hauteur. Elle réduit la ventilation et augmente la portance à l'avant. Cependant, un angle de chasse trop important peut nuire à la maniabilité et aux performances en sollicitant excessivement le moteur, ce qui diminue l'accélération. Une hélice à faible angle de chasse sollicite moins le moteur, ce qui peut se traduire par une meilleure accélération et un régime moteur plus élevé à plein régime.

Taille de l'hélice

La taille d'une hélice hors-bord est généralement exprimée par son diamètre et son pas, en pouces. Le diamètre est le premier chiffre, le pas le second. Ainsi, une hélice de 14″ x 17″ mesure 14″ de diamètre et a un pas de 17″. Cette même hélice peut être désignée par 14″ x 17″ x 3, ce qui indique une hélice tripale.

Coupe d'hélice

Le rebord incurvé situé à l'extrémité et/ou au bord de fuite de la pale est appelé « cup ». Correctement dimensionné, il réduit la ventilation et le glissement, permettant ainsi une hauteur de montage plus importante et une meilleure levée de proue. Cependant, un rebord trop prononcé peut engendrer un couple de direction excessif et une levée de proue trop importante, limitant ainsi la capacité du moteur à atteindre et maintenir un régime optimal.

Géométrie des pales d'hélice

La géométrie de la pale fait référence à sa forme réelle, ou « oreille ». En manipulant la forme, le diamètre et le pas de la pale, on obtient des caractéristiques de performance différentes pour chaque type et style d'hélice.

surface de la pale d'hélice

Plus la surface des pales d'une hélice est importante, plus elle déplace d'eau. Il en résulte une meilleure accélération au déjaugeage et une efficacité accrue au planage. Cependant, une surface de pales excessive peut générer une traînée importante, limitant potentiellement le régime moteur et engendrant des problèmes de maniabilité.

Nombre de pales d'hélice

Les hélices tripales sont les plus courantes. Elles offrent de bonnes performances générales, une vitesse de pointe élevée et un bon rendement pour la plupart des applications. Les hélices quadripales se caractérisent par une accélération accrue, une portance améliorée à l'avant et à l'arrière, et une ventilation réduite. Cependant, leur surface plus importante peut engendrer une résistance à l'air sur le moteur, ce qui diminue la vitesse de pointe et peut altérer la maniabilité. La ventilation se produit lorsque l'air est aspiré autour des pales de l'hélice. Normalement, cela augmente le régime moteur, mais diminue la vitesse, car les pales ne sont plus en contact avec une eau parfaitement dégagée. Ce phénomène se produit généralement lors de virages serrés ou dans certaines conditions de navigation, comme par mer arrière. Une ventilation contrôlée peut être bénéfique, permettant au moteur de gagner en régime lors des fortes accélérations. Intégrée à certaines hélices, généralement pour moteurs deux temps, la ventilation se présente sous la forme de petits orifices sur le côté du corps de l'hélice. Ces orifices permettent d'aspirer intentionnellement les gaz d'échappement autour des pales au démarrage, aidant ainsi les moteurs deux temps à atteindre le régime moteur élevé nécessaire à un bon départ. Les moteurs quatre temps ne disposent généralement pas de ventilation intégrée.

cavitation de l'hélice

La cavitation se produit lorsque la pression de l'eau à la surface de la pale diminue jusqu'à la vaporisation, formant ainsi des bulles. L'éclatement de ces bulles peut provoquer une « brûlure de cavitation » susceptible d'endommager la surface de l'hélice et d'entraîner des problèmes de performance. Ce phénomène pouvant engendrer une augmentation du régime moteur, il est souvent confondu avec la ventilation.

Glissement de l'hélice

Le glissement correspond à la quantité d'énergie « perdue » générée par une hélice. Autrement dit, la distance réellement parcourue lors d'une révolution complète de l'hélice est inférieure à son pas. Le glissement est généralement exprimé en pourcentage d'inefficacité. Bien que cela puisse paraître un inconvénient, un certain niveau de glissement est intégré à la conception de chaque gamme d'hélices. Il contribue à obtenir différentes performances.

Trou

Le déjaugeage est l'accélération rapide du bateau, depuis l'arrêt complet ou une vitesse très réduite jusqu'au moment où il commence à déjauger. C'est à ce moment que le moteur et l'hélice travaillent le plus.

Rapport de transmission

Le rapport de transmission d'un moteur marin fait référence aux engrenages utilisés dans son embase. Il est important de choisir une hélice permettant au moteur de fonctionner au régime maximal recommandé par le constructeur (à plein régime) dans des conditions normales d'utilisation et de charge. Plus le rapport est élevé, plus la puissance de propulsion du moteur est importante. À l'inverse, plus le rapport est faible, plus la vitesse de pointe du moteur est élevée.