Après une décennie de développement, l'équipementier E-Props, avec à la tête de ce projet Jérémie Buiatti et son équipe d'ingénieurs, a finalisé un progiciel permettant de modéliser directement le comportement d'une hélice complète (pales et moyeu) sur un moteur donné, d'un point de vue aérodynamique et mécanique, y compris l’analyse vibratoire et le calcul de la durée de vie. Ce logiciel Luky (nommé LmPTR avant enrichissement et validation pour la mise en production) utilise une modélisation de type Ligne Portante pour la vitesse d'exécution, de façon à permettre l'exploration du domaine des hélices à l'aide d'un algorithme métaheuristique pour automatiser la recherche de solutions (dimensionnement mécanique et aérodynamique) à un problème donné, afin de répondre au mieux au cahier des charges de l'utilisateur.
Luky est également couplé à un modèle aérodynamique de type sillage tourbillonnaire pour vérifier, dans les cas extrêmes, la pertinence du modèle Ligne Portante.
Contraintes dans les plis carbone d'une section de pale
Pour la partie mécanique, un modèle EFPD (Eléments Finis Poutre Dynamique) simule et analyse le comportement de la pale en flexion et torsion, permettant de représenter le Stall Flutter pour les résonances potentielles possibles avec le moteur et pour les chocs à l'oiseau. Un algorithme de type Rainflow permet de comparer les sollicitations aux essais de fatigue, et ainsi de définir la durée de vie de l'hélice.
Métaheuristique évolutionnaire multi-objectifs (population d'hélices solutions)
Le logiciel Luky permet de modéliser le procédé de fabrication des hélices E-Props :
- dessin du moule, plan de stratification et programme de découpe du tissu carbone,
- programme d'usinage du noyau mousse, programme de scan de contrôle dimensionnel,
- programme d'usinage, perçage et rectification du pied de pale.
Evolution des paramètres aérodynamiques
Pour réaliser les études de nouvelles hélices avec Luky, le bureau d'études E-Props s'enquiert d'amasser la plus grande densité d'informations sur le moteur concerné afin de rendre l'étude plus précise :
- pour les moteurs à pistons : nombre de cylindres, masse des équipements mobiles, moments d'inertie et raideur en torsion du vilebrequin, taux de compression...
- avec amortisseur de couple : loi de réponse déformation-angulaire-couple faisant apparaître les modes vibratoires stressants.
Ondulations du couple moteur (4 cylindres)
Grâce aux modélisations et aux calculs de ce logiciel, E-Props va bientôt sortir sa nouvelle gamme d'hélices pour moteurs en prise directe (Jabiru, Volkswagen, Continental, Lycoming, etc), très attendue, ainsi que de nombreux autres modèles à pas fixe, pas réglable et pas variable.