Comment vole un hélicoptère ?

Le pilotage d'un hélicoptère : un numéro d'équilibre en trois dimensions

En tournant, les pales d'un rotor d'hélicoptère génèrent de la portance qui permet à l'hélicoptère de voler.

En changeant l'angle d'incidence des pales du rotor principal, on peut faire monter, descendre, s'incliner ou tourner l'hélicoptère.

(Illustration REGA)
Angle d'incidence de la pale du rotor

En modifiant l'angle d'incidence des pales du rotor arrière, on peut faire tourner l'hélicoptère sur place ou le stabiliser en vol vers l'avant.

Pour contrôler la machine, le pilote dispose de 3 commandes :

Lorsque le pilote tire sur le collectif (pas général), il fait augmenter symétriquement l'angle d'incidence des pales du rotor principal : l'hélicoptère monte. Lorsqu'il appuie dessus, par contre, il fait diminuer l'angle d'incidence et ainsi descendre l'hélico. Contrairement à une idée répandue, ce n'est donc pas la vitesse de rotation du rotor qui varie pour faire monter ou descendre un hélicoptère. Cette commande est située à gauche du siège du pilote.

(Illustration REGA)
L'hélicoptère monte

(Illustration REGA)
L'hélicoptère descend

Avec le cyclique, le pilote modifie de manière asymétrique l'angle d'incidence des pales du rotor principal. L'hélicoptère s'incline vers la gauche, la droite, l'avant ou l'arrière. Cette commande a la forme d'un manche à balai devant le pilote.

(Illustration REGA)
L'hélicoptère s'incline vers la droite

(Illustration REGA)
L'hélicoptère vole vers l'arrière

Avec le palonnier, le pilote modifie l'angle d'incidence des pales du rotor arrière. Il maintient ainsi le cap ou fait tourner l'appareil sur place. Cette commande se caractérise par 2 pédales aux pieds du pilote.

(Illustration REGA)
L'hélicoptère tourne sur place

Actions des commandes sur la tête de rotor

Principes de fonctionnement d'une tête de rotor d'hélicoptère

Le pilote tire sur le collectif, les pales s'inclinent, l'hélicoptère s'élève

Le pilote pousse le cyclique vers l'avant, l'hélicoptère s'incline vers l'avant puis avance

Le pilote tire le cyclique vers l'arrière, l'hélicoptère se cabre puis recule

Rotor anti-couple, les différentes configurations

Un seul rotor ne suffit pas ! Pour éviter qu'une fois en l'air ce soit le fuselage qui tourne en sens inverse du rotor, il y a généralement un autre rotor qui exerce une force en sens inverse (on parle d'anti-couple).

Rotor de queue

La configuration la plus classique des hélicoptères actuels, c'est un rotor de queue. Environ 10% de la puissance du moteur est alors perdue avec ce système.

(Photo André BOUR)
Configuration classique avec un rotor de queue. La présence d'un rotor de queue impose une grande rigueur dans les procédures d'approche des personnes au sol

(Photo André BOUR)
Rotor arrière caréné de type Fenestron. Cette configuration réduit la trainée en vol de croisière et apporte plus de sécurité au sol. Cette configuration convient surtout aux machines légères

Deux rotors porteurs

Certains hélicoptères sont équipés de 2 rotors porteurs tournant en sens inverse l'un de l'autre (contrarotatifs), toute la puissance du moteur est alors utilisée pour la portance. C'est pourquoi les premiers hélicoptères qui ont réussit à voler étaient dans cette configuration.

(Photo André BOUR)
Les 2 rotors peuvent être montés en tandem, comme ici sur le CH47 Chinook

(Photo André BOUR)
ou en coaxial (sur le même axe), comme ici sur le KAMOV KA32

(Photo André BOUR)
ou sur 2 axes rapprochés, comme ici sur le KAMAN KMAX1200. On parle de rotors engrenants

Un seul rotor avec un flux d'air

Quelques rares appareils remplacent le second rotor par un système d'expulsion d'air.

(Photo André BOUR)
Le NOTAR (NO TAil Rotor) de McDonnell Douglas utilise un ventilateur interne [2] qui créé un flux d'air [3]. Une partie du flux d'air est expulsée par 2 fentes le long de la poutre de queue, conduisant le souffle du rotor principal [6] à s'écouler autour de la poutre de queue (effet Coanda), créant ainsi une force [8] en contresens du couple du rotor. Une autre partie du flux d'air est expulsée par un dispositif rotatif [5] à l'arrière de la poutre de queue, commandé par les pédales. Cette configuration apporte une grande sécurité au sol

(Photo André BOUR)
Sur le SO1221 Djinn, l'entraînement du rotor principal se faisait par éjection de gaz en bout de pale ! Il n'y avait pas de liaison mécanique entre la turbine et le rotor, le couple induit par la mise en rotation du rotor principal était nul. Le contrôle en lacet en vol stationnaire ou à basse vitesse se faisait par la déflexion de l'air en sortie de turbine sur l'empennage vertical à l'arrière

(Photo André BOUR)

Deux rotors basculants

Appelé convertibles (ou tilt-rotors) certains appareils adoptent une configuration en tandem avec des rotors basculants, passant tour à tour d'une position hélicoptère à une position avion.

(Photo André BOUR)
Après une très longue période de mise au point le convertible MV22 Osprey est en service dans l'armée américaine. Il apporte une supériorité tactique indéniable avec la rapidité d'arrivée sur zone d'un avion et la capacité d'atterrir à la verticale d'un hélicoptère

(Photo André BOUR)
Ici en position avion

Commentez cette page