Validation
Quelle confiance accorder aux performances calculées par Propforge ? Nous appliquons le modèle à des hélices mesurées en soufflerie à l'Université de l'Illinois et publions le résultat — y compris là où il échoue.
Erreur absolue moyenne dans la plage normale (poussée mesurée d'au moins 30 % de la poussée statique). Objectif : moins de 15.0 %.
Méthode
- Théorie de l'élément de pale et de la quantité de mouvement (formulation QPROP de Drela) avec pertes de Prandtl en bout et au moyeu, résolue sur 40 stations.
- Portance et traînée issues d'une table de polaires de type XFOIL (NeuralFoil) selon la cambrure, l'épaisseur, le Reynolds et l'incidence ; modèle de plaque plane après décrochage ; compressibilité de Prandtl–Glauert.
- Géométrie des pales (corde et calage) telle que mesurée par l'UIUC. Les profils ne sont pas publiés : chaque hélice reçoit l'une de deux classes de profil (RC générique ou « slow flyer » fin), choisie selon le type de produit — rien n'est ajusté hélice par hélice.
- Le seul réglage global, le paramètre de transition n_crit = 7, a été choisi sur la moitié des hélices ; l'autre moitié a servi de contrôle.
- Cette page est générée par la suite de tests. Si une modification dégrade le modèle au-delà des seuils, la compilation échoue.
Mesuré vs calculé
Afficher le tableau
| J | Mesuré (UIUC) | Propforge |
|---|---|---|
| 0.49 | 0.064 | 0.065 |
| 0.51 | 0.058 | 0.060 |
| 0.55 | 0.050 | 0.054 |
| 0.57 | 0.045 | 0.050 |
| 0.60 | 0.039 | 0.044 |
| 0.63 | 0.034 | 0.038 |
| 0.66 | 0.029 | 0.032 |
| 0.69 | 0.024 | 0.026 |
| 0.73 | 0.018 | 0.018 |
| 0.75 | 0.013 | 0.012 |
| 0.79 | 0.007 | 0.004 |
| 0.81 | 0.003 | -0.002 |
| 0.84 | -0.003 | -0.010 |
Afficher le tableau
| J | Mesuré (UIUC) | Propforge |
|---|---|---|
| 0.49 | 0.046 | 0.047 |
| 0.51 | 0.044 | 0.045 |
| 0.55 | 0.040 | 0.042 |
| 0.57 | 0.037 | 0.040 |
| 0.60 | 0.034 | 0.037 |
| 0.63 | 0.031 | 0.034 |
| 0.66 | 0.029 | 0.030 |
| 0.69 | 0.026 | 0.027 |
| 0.73 | 0.022 | 0.022 |
| 0.75 | 0.019 | 0.018 |
| 0.79 | 0.015 | 0.013 |
| 0.81 | 0.012 | 0.008 |
| 0.84 | 0.009 | 0.003 |
Afficher le tableau
| RPM | Mesuré (UIUC) | Propforge |
|---|---|---|
| 1975 | 0.098 | 0.094 |
| 2292 | 0.100 | 0.098 |
| 2632 | 0.102 | 0.101 |
| 2908 | 0.102 | 0.103 |
| 3211 | 0.103 | 0.105 |
| 3504 | 0.104 | 0.105 |
| 3815 | 0.104 | 0.106 |
| 4144 | 0.105 | 0.107 |
| 4409 | 0.105 | 0.108 |
| 4711 | 0.106 | 0.108 |
| 5011 | 0.107 | 0.108 |
| 5325 | 0.108 | 0.109 |
| 5624 | 0.112 | 0.109 |
| 5938 | 0.113 | 0.109 |
| 6231 | 0.113 | 0.110 |
| 6542 | 0.114 | 0.110 |
Afficher le tableau
| RPM | Mesuré (UIUC) | Propforge |
|---|---|---|
| 1975 | 0.055 | 0.051 |
| 2292 | 0.054 | 0.049 |
| 2632 | 0.054 | 0.049 |
| 2908 | 0.054 | 0.047 |
| 3211 | 0.054 | 0.046 |
| 3504 | 0.054 | 0.046 |
| 3815 | 0.054 | 0.045 |
| 4144 | 0.054 | 0.045 |
| 4409 | 0.053 | 0.044 |
| 4711 | 0.053 | 0.044 |
| 5011 | 0.053 | 0.044 |
| 5325 | 0.053 | 0.044 |
| 5624 | 0.051 | 0.044 |
| 5938 | 0.051 | 0.043 |
| 6231 | 0.051 | 0.043 |
| 6542 | 0.051 | 0.043 |
Toutes les hélices
| Hélice | Profil supposé | Erreur CT (biais) | Erreur CP (biais) | Points |
|---|---|---|---|---|
| APC Thin Electric 10×7 | RC générique | 3.9 % (+1 %) | 4.1 % (−1 %) | 109 |
| APC Thin Electric 11×5.5 | RC générique | 10.3 % (+9 %) | 8.3 % (+3 %) | 69 |
| APC Thin Electric 14×12 | RC générique | 7.9 % (−4 %) | 10.5 % (−9 %) | 81 |
| APC Slow Flyer 10×4.7 | Slow flyer | 16.1 % (−16 %) | 9.9 % (−10 %) | 87 |
| APC Slow Flyer 11×7 | Slow flyer | 3.9 % (−3 %) | 6.7 % (−4 %) | 84 |
| APC Slow Flyer 9×6 | Slow flyer | 16.5 % (−17 %) | 15.5 % (−15 %) | 109 |
| APC Sport 11×6 | RC générique | 4.3 % (−2 %) | 10.3 % (−10 %) | 90 |
| Graupner CAM Prop 10×6 | RC générique | 11.2 % (+11 %) | 7.6 % (+3 %) | 95 |
| Graupner Super Nylon 11×8 | RC générique | 16.7 % (+17 %) | 16.7 % (+14 %) | 91 |
| GWS Slow Flyer 10×4.7 | Slow flyer | 5.1 % (+1 %) | 6.5 % (+2 %) | 46 |
| Kyosho 10×6 | RC générique | 5.6 % (+5 %) | 6.0 % (−3 %) | 107 |
| Master Airscrew 11×7 | RC générique | 3.7 % (+0 %) | 6.1 % (−6 %) | 82 |
| Master Airscrew Scimitar 10×5 | RC générique | 16.6 % (+17 %) | 9.6 % (−10 %) | 93 |
Erreur absolue moyenne dans la plage normale ; biais entre parenthèses (positif = Propforge surestime).
Limites connues
- La puissance statique est sous-estimée (biais −16 %, 90e centile 28.5 %) ; l'écoulement au pied d'une hélice à l'arrêt est très tridimensionnel. Les bandes de puissance statique sont élargies en conséquence.
- Près de la poussée nulle (paramètre d'avance élevé), les erreurs relatives n'ont pas de sens ; l'erreur absolue sur CT y atteint 0.025 et CP s'écarte de 32.1 % en moyenne. L'application passe à des bandes absolues dans cette zone.
- Sous un Reynolds de 40 000, les erreurs augmentent (CT 6.4 %, CP 11.7 %) ; les petites hélices lentes sont le cas le plus difficile.
- Les profils inconnus des hélices du commerce limitent cette comparaison : pour vos propres conceptions le profil est connu exactement, mais les surfaces imprimées sont plus rugueuses que les pièces moulées.
- Non modélisé : contraction du sillage, aérodynamique de l'inclinaison et du dévers, retard au décrochage 3D, déformation des pales, carénages, cavitation, et tout ce que la CFD capterait.
Roues et pompes
Le modèle de courbes de pompe n'a pas encore été comparé à des courbes mesurées ; ses bandes sont donc volontairement larges (±25 % en hauteur, ±30 % en puissance). Considérez les valeurs des roues comme un premier repère et mesurez votre pompe.
Données
Données de soufflerie de 13 hélices (APC, Graupner, Kyosho, Master Airscrew, GWS) du volume 1 de l'UIUC Propeller Data Site, utilisées avec attribution.
Brandt, J.B., Deters, R.W., Ananda, G.K., Dantsker, O.D., Selig, M.S., UIUC Propeller Database, Vols 1–4, University of Illinois at Urbana-Champaign. m-selig.ae.illinois.edu/props/propDB.html. Airfoil polars: NeuralFoil (P. Sharpe, MIT licence), an XFOIL surrogate.