Inversion du sens de rotation des hélices, ça fonctionne ?

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A gauche, la configuration standard, à droite la configuration alternative.

Les contrôleurs de vol des racers utilisent tous par défaut le même sens de rotation des hélices. Celle à l’avant-gauche tourne dans le sens des aiguilles d’une montre, celle à l’avant-droit dans le sens contraire. Est-ce une configuration optimale ? On ne se pose généralement même pas la question. Mais le Bebop 2 de Parrot ne fonctionne pas sur ce principe, ni certains multirotors chinois. Dans les explications qui suivent, la configuration « standard » décrit celle des contrôleurs de vol des racers, la configuration « alternative » décrit celle, par exemple, du Bebop 2.

La théorie, #1

Cette vidéo explique les avantages et inconvénients de chaque méthode. Ce sont des explications très théoriques qui reposent sur la notion de centre de poussée et de turbulences créées par les hélices. Lorsque les hélices tournent, le centre de poussée est modifié, ce qui entraine un changement du centre de masse. En configuration standard, le centre de poussée à l’avant du multirotor bouge vers l’extérieur. A l’arrière, c’est l’intérieur. Est-ce que l’inverse serait plus efficace ? Je n’ai pas la réponse.

La théorie, #2

Lorsque les hélices tournent, elles produisent des turbulences. Ce n’est pas de souci pour les hélices à l’avant d’un multirotor, elles tournent dans un air « calme ». Mais celles à l’arrière se trouvent dans les turbulences créées par celles de devant. Le profil d’une hélice en configuration standard compresse l’air vers l’intérieur, il est par conséquent envoyé directement vers l’hélice arrière. En vol normal, l’impact est probablement minimal et compensé par le contrôleur de vol. Mais dans le cas d’une rotation (yaw), en configuration standard, l’air est directement envoyé vers les hélices à l’arrière. En configuration alternative, il est propulsé vers l’extérieur, ce qui limite les turbulences qui atteignent les hélices à l’arrière. En théorie, la configuration alternative permet des virages avec une forte rotation (yaw) plus efficaces.

Mise en pratique

C’est compliqué d’inverser les hélices ? Si le contrôleur de vol de votre appareil est sous Betaflight 3.1 (ou plus récent) et ses ESC sous BLheli, c’est l’affaire de quelques secondes. Il ne faut pas plus longtemps pour revenir dans la configuration d’origine. Ce qu’il faut tout de même savoir ? Vos moteurs vont tourner dans le sens inverse : il faut être prudent avec les hélices fixées avec des cônes ou des écrous, la rotation peut finir par les desserrer, au risque de voir les hélices partir pendant le vol. Avant tout, RETIREZ LES HELICES de votre multirotor. Sur un multirotor à moteurs brushed, il est préférable d’échanger les moteurs, leur fonctionnement dans le sens inverse les use prématurément. Revenons à des moteurs brushless : lancez l’utilitaire BLheli Configurator sous le navigateur Chrome, faites Read Setup, puis inversez le sens de rotation des ESC dans la fenêtre de droite. C’est-à-dire passez les valeurs « Normal » en « Reversed » et vice-versa. Cliquez sur Write Setup.

Mise en pratique, suite

Fermez BLheli Configurator et lancez Betaflight Configurator. Passez dans l’onglet CLI et tapez « set yaw_motor_direction = -1 », puis « set digital_idle_percent = 4 » et terminez par « save ». C’est tout ! Pensez tout de même à vérifier que le sens de rotation est correct en branchant la batterie, en cochant la case « I understand the risk… » (vous êtes bien bien certain d’avoir retiré les hélices ?), et en faisant tourner les moteurs. Remettez les hélices, et tentez un décollage avec précaution. Si tout se passe bien, le multirotor décolle, et vous ne ressentirez aucun changement. Aucun changement ?

Mais alors…

J’ai fait l’essai avec le Chaser88 de Eachine. Si j’ai ressenti une amélioration en vol normal ? Pas du tout. Et sur des virages serrés ? S’il y a amélioration, elle n’est pas flagrante, c’est le moins que je puisse dire. Est-ce plus convaincant avec un appareil de plus grande taille ? J’ai essayé avec un Vendetta de la Team BlackSheep, sans plus de résultats tangibles. Faut-il en conclure que ça ne sert à rien ? Non, dans la mesure où je n’ai conduit mes essais que sur deux appareils. Si vous essayez de votre côté, dites-nous si vous constatez un changement. Le constructeur Furious FPV assure dans une vidéo que les virages serrés sont plus stables.

En revanche

Si les hélices de votre multirotor sont situées à hauteur de la caméra FPV ou de la caméra HD, la solution alternative permet d’éviter les dépôts divers sur l’objectif. Un passage un peu bas sur de l’herbe mouillée, en mode tondeuse à gazon, c’est l’assurance d’avoir des brins d’herbe ou de l’eau sur l’objectif. Avec la caméra HD, ce n’est pas bien grave, la vidéo sera simplement inutilisable. Mais avec la caméra FPV, on devient vite aveugle. On évite aussi de concentrer les brins d’herbe, les branchettes, la boue, etc, dans le cas d’un atterrissage un peu loupé. Même punition lorsqu’on vole en présence de brouillard ou de bruine, les hélices rabattent les gouttes d’eau vers l’objectif. Adopter la configuration alternative permet d’éviter tout cela !

11 COMMENTAIRES

  1. Ce n’est pas un scoop… ça ne change pas grand chose pour la phase de vol stationnaire car si on réfléchit un peu ça ne modifie rien au vol, juste l’orientation de 90° du nez du quad (carte cc)…
    Sur mon Jaysquad 1 ça vol très bien comme ça, mais pour ce qui est du flux d’air lors de l’avance rapide faudrait faire des tests en soufflerie en tenant compte de l’angle du châssis lors de la translation.
    Mais bon les multirotors sont des moulins à vortex… niveau écoulement des flux ça reste très chaotique, de vrais hachoir à saucisses.

  2. Hello, très interessant comme d’hab. Quelqu’un pourrait expliquer le pourquoi du “set digital_idle_percent = 4”?? Il me semble que c’est une commande qui permet de régler la valeur de ralenti en Dshot, je ne vois pas le rapport avec le sens de rotation. Je vole comme ça et je n’ai toujours modifié que le « set yaw_motor_direction = -1 ».
    Y a t’il une bonne raison?

  3. @ Laurent : Les explications sont là (mais ce n’est pas moi qui vais les décrypter, j’ai une légère sensation d’être habité par Nabilla quand je lis ça. Quoi, t’es pilote FPV et t’as pas de DShot, non mais allô quoi)

    Setting Minimum Throttle

    Note: In Firmware 3.1.1 and earlier min_check and min_throttle are affecting the Dshot idle value so adjusting the motor idle speed is not straight forward. If running these earlier versions of firmware try defaults and then adjust ‘digital_idle_percent’ until the motors ilde at the desired speed.
    This got fixed in 3.1.2 and up so now digital_idle_percent Only sets the Dshot idle speed. Be aware that Dshot ESCs can run motors at much slower speeds but if idle speed is too low the motor may Stall in flight during hard maneuvers and you get a ‘death roll’. If this happens increase the value of digital_idle_percent.

    Post by Cheredanine on setting up IDLE in ßF 3.1.2 and up:

    Ok first Point – dshot does not use min and max throttle, you don’t need to do that.
    Second point – when not using min and max throttle you should calibrate from bf, not manually set in blheli.
    Could someone please explain if I need to type the “digital_idle_offset” command?
    So let’s deal with your question.
    To check what value digital idle should be set to, connect to configurator, go to the motor tab, take your props off. Click the little check box half way down the page that says you have taken your props off, you know what you are doing, you take full responsibility for your actions and you consider fingers pointless appendages anyway.

    Then plug in the LiPo to the quad (USE a Current Limiter Always). Click on the master slider and use the up arrow on the keyboard to increase the master slider one point at a time until you reach a point where all 4 motors have just started to spin, I don’t mean twitch, stutter or start stop, I mean the lowest value where they are spinning, it is probably about 1010, don’t worry if it isn’t, but I am going to use that number as an example.

    You can now take the master slider back to zero and unplug the LiPo.

    Take the number (for example purposes 1010) and add thirty points to it (so in the example we are now at 1040).
    Not we need work out what percentage of the throttle range this is, I don’t know your math skills so sorry if this is a little hand to mouth.
    Subtract 1000 from it, then divide by 10

    So in the example:
    1040-1000=40
    40/10=4

    Go to the cli tab in configurator
    Click in the box at the bottom and type:

    set digital_idle_percent = 4

    (Replace 4 with whatever digital idle you arrived at in the calculation) Hit return, you will see the command processed in the back bit above, Then click in the box again and type

    save

    Hit return and done

  4. Salut, tu écris “Lorsque les hélices tournent, le centre de poussée est modifié, ce qui entraîne un changement du centre de masse.”
    C’est tout simplement faux, le centre de masse du multirotor reste invariable. Il faudrait pour cela qu’un élément pesant varie en position pour changer le centre de masse du multirotor, comme si la batterie bougeait.
    Par contre c’est bien le centre de poussée qui varie sur les hélices lorsque le multirotor avance dans une direction. Une pale va à l’encontre du vent relatif et l’autre à l’inverse, ce qui déplace le centre de poussée sur le disque actuateur.

  5. Hello,
    Une petite question (certainement très bête) : si la configuration alternative est plus efficace (notamment sur le yaw), et si, surtout, elle permet de limiter la saleté sur l’objectif (ce qui est en soi-même une excellente raison pour l’adopter), pourquoi n’a-t-elle pas été adoptée en configuration standard (=la plus courante)??

  6. @ Fred, oui, ce sont bien les explications de la ligne « set digital_idle_percent = 4 » mais toujours aucun rapport avec le sens de rotation des moteurs. Elle sert juste à donner la vitesse de rotation au ralenti en cas de Dshot. Il n’y a pas à y toucher quand on change de sens de rotation du moteur visiblement.
    PS : pas de Dshot pour moi, j’aime voler “vintage”… 🙂

    @ Guillaume, depuis que je suis passé à cette config, j’ai effectivement moins de saletés sur l’objectif, les hélices de devant prennent très légèrement moins cher dans les petites touchettes. Par contre, strictement aucun changement de comportement en vol…
    Pour ce qui est de la configuration standard, elle date de la préhistoire où on était loin de se soucier de ces considérations… 🙂

  7. Je vole dans cette configuration depuis un moment, je n’ai vu aucun changement de comportement. Le seul point positif, c’est que ca ne vient pas accumuler la saleté sur la lentille, à la place, ca remplit les côtés du quad.

  8. @rotoboy : oui je me suis fait la même réflexion, le digital idlle percent sert bien a régler le ralentit du moteur!

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