Pale

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Une pale d'hélice (avion ou navire), de rotor (hélicoptère), de turbine, de pompe ou d'éolienne est une surface portante en rotation autour d'un axe. C'est un dispositif aérodynamique ou hydrodynamique destiné selon le cas à créer un déplacement des molécules du fluide dans lequel il se déplace pour exploiter les différences de pression qui en résultent ou au contraire à exploiter le déplacement d'un fluide pour le convertir en un couple moteur.

Plusieurs pales (souvent 2, 3 ou 4) sont fixées à un moyeu central pour former une hélice ou un rotor.

Quasiment tous les aérogénérateurs modernes ont trois pales, cependant il existe un système d'éolienne comportant une seule pale, équilibrée par un contrepoids. Ceci diminue le risque de collision (qui est très faible) pour les oiseaux.[réf. nécessaire]

Sommaire

Rotor d'hélicoptère

Vitesse en bout de pale

La vitesse de rotation est limitée par la vitesse en bout de pale, celle-ci pouvant approcher la vitesse du son, provoquant ainsi le bruit caractéristique d'un hélicoptère (tchop-tchop qui lui a donné son nom familier de chopper en anglais). On peut pallier ce problème en partie en donnant à l'extrémité de la pale la forme en plan d'une aile d'avion supersonique (voir le profil de voilure gothique du Concorde, exemple : l'hélicoptère Tigre : forte flèche et courbure vers le bas pour annuler la portance.

Charge du disque

En augmentant le nombre des pales d'un système, on peut soit augmenter la surface portante et la force de traction (à charge alaire égale) d'un rotor sans augmenter la longueur des pales, limitée aussi par leur résistance mécanique (voir grue volante). Cela permet, pour une même portance, de réduire la vitesse de rotation du rotor et d'augmenter par conséquent la vitesse d'avancement de l'hélicoptère (voir également la photo du moyeu rotor de l'Eurocopter EC155 à 5 pales dans l'article relatif au plateau cyclique) de la famille Dauphin.

Fabrication des pales

Elles peuvent mesurer 20 mètres de long. Les pales d'un hélicoptères doivent être légères et robustes. À l'origine, elles étaient en bois, puis en métal et de nos jours en matériaux stratifiés. Les contraintes mécaniques qu'elles subissent sont énormes (pale AS532 : environ 90 kg, Tour rotor = 265 tr/min...) que ce soit en flexion, torsion ou compression. L'utilisation de matériaux composites a permis de résoudre ces problèmes.

structure d'une pale

De fabrication manuelle, la pale est constituée de stratifié de verre-resine. On peut distinguer environ 3 zones:

  • la partie courante: de la fibre de verre forme le longeron, du nid d'abeille remplit la partie centrale, des bandes de protection en inox ou titane recouvre le bord d'attaque contre l'érosion, de la fibre de carbone renforce le bord de fuite;
  • la zone d'attache: Les fibres du longeron sont enroulées autour des bagues d'emplanture en acier, du moltoprène et du compound résine-bourre comblent les zones vides entre les fibres longeron;
  • zone d'extremité:Des masses d'équilibrage statique et dynamique sont placées sur des tiges filetées, elles sont protégées par un saumon.

Réglage d'une pale

De part leur méthode de fabrication, les pales réagissent différemment aux sollicitations mécaniques. Pour pallier ce problème, elles sont réglées sur un banc de réglage qui va permettre de déterminer leur Δi. En plaçant une pale sur le banc, un technicien compare son comportement par rapport à un pale étalon, puis ajuste ses masses d'équilibrage statique et dynamique, et ses tabs. Après tous ces réglages, le technicien marquera la pale avec le Δi de correction par rapport à la pale étalon. Il n'est pas permit aux utilisateurs de toucher aux masses d'équilibrage, alors qu'il lui sera possible d'intervenir sur un ou deux tabs pour régler la voilure.

Pales d'éolienne

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Le profil d'une pale d'éolienne est inversé par rapport à celui d'une hélice (une hélice montée sur une éolienne aurait soit son bord de fuite utilisé comme bord d'attaque soit son intrados utilisé comme extrados).


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Contenu soumis à la licence CC-BY-SA. Source : Article Pale de Wikipédia en français (auteurs)

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