Piloter un hélicoptère
Les principes du vol en hélicoptère
Contrairement aux aéronefs à voilure fixe, la voilure principale de l’hélicoptère est l’ensemble de pales rotatives (rotor) monté au sommet de son fuselage sur un arbre articulé (mât) relié au moteur et aux commandes de vol du véhicule. Par rapport aux avions, la queue d’un hélicoptère est quelque peu allongée et le gouvernail plus petit; la queue est équipée d’un petit rotor antitorque (rotor de queue). Le train d’atterrissage se compose parfois d’une paire de patins plutôt que d’ensembles de roues.
Le fait que l’hélicoptère obtienne sa puissance de levage au moyen d’un profil aérodynamique rotatif (le rotor) complique considérablement les facteurs affectant son vol, car non seulement le rotor tourne, mais il se déplace également de haut en bas dans un mouvement de battement et est affecté par le mouvement horizontal ou vertical de l’hélicoptère lui-même. Contrairement aux profils aérodynamiques habituels des aéronefs, les profils aérodynamiques du rotor d’hélicoptère sont généralement symétriques. La ligne de corde d’un rotor, comme la ligne de corde d’une aile, est une ligne imaginaire tracée du bord d’attaque au bord de fuite du profil aérodynamique.
Le vent relatif est la direction du vent par rapport au profil aérodynamique. Dans un avion, la trajectoire de vol de l’aile est fixe par rapport à son vol vers l’avant; dans un hélicoptère, la trajectoire de vol du rotor avance vers l’avant (vers le nez de l’hélicoptère) puis vers l’arrière (vers la queue de l’hélicoptère) dans le processus de son mouvement circulaire. Le vent relatif est toujours considéré comme étant dans une direction parallèle et opposée à la trajectoire de vol. En considérant le vol d’hélicoptère, le vent relatif peut être affecté par la rotation des pales, le mouvement horizontal de l’hélicoptère, le battement des pales du rotor et la vitesse et la direction du vent. En vol, le vent relatif est une combinaison de la rotation de la pale de rotor et du mouvement de l’hélicoptère.
Le rotor
Comme une hélice, le rotor a un angle de pas, qui est l’angle entre le plan horizontal de rotation du disque de rotor et la ligne de corde du profil aérodynamique. Le pilote utilise la commande de pas collectif et cyclique pour faire varier cet angle de tangage. Dans un aéronef à voilure fixe, l’angle d’attaque (l’angle de l’aile par rapport au vent relatif) est important pour déterminer la portance. La même chose est vraie dans un hélicoptère, où l’angle d’attaque est l’angle auquel le vent relatif rencontre la ligne de corde de la pale de rotor.
Modifier l’angle d’attaque pour avancer et reculer
L’angle d’attaque et l’angle de tangage sont deux conditions distinctes. La variation de l’angle de tangage d’une pale de rotor modifie son angle d’attaque et donc sa portance. Un angle de tangage plus élevé (jusqu’au point de décrochage) augmentera la portance; un angle de pas inférieur le diminuera. Les pales individuelles d’un rotor ont leurs angles de pas ajustés individuellement.
La vitesse du rotor contrôle également la portance – plus les tours par minute (tr / min) sont élevés, plus la portance est élevée. Cependant, le pilote tentera généralement de maintenir un régime rotor constant et modifiera la force de portance en faisant varier l’angle d’attaque.
Comme pour les aéronefs à voilure fixe, la densité de l’air (résultant de la température, de l’humidité et de la pression de l’air) affecte les performances de l’hélicoptère. Plus la densité est élevée, plus la portance sera générée; plus la densité est faible, moins la portance sera générée. Tout comme dans les avions à voilure fixe, un changement de portance se traduit également par un changement de traînée. Lorsque la portance est augmentée en augmentant l’angle de tangage et donc l’angle d’attaque, la traînée augmente et ralentit le régime du rotor. Une puissance supplémentaire sera alors nécessaire pour maintenir un régime souhaité. Ainsi, alors qu’un hélicoptère est affecté comme un aéronef classique par les forces de portance, de poussée, de poids et de traînée, son mode de vol induit des effets supplémentaires.
Les forces de portance
Dans un hélicoptère, les forces de portance et de poussée totales générées par le rotor s’exercent perpendiculairement à son plan de rotation. Lorsqu’un hélicoptère plane sans vent, le plan de rotation du rotor (le plan de la trajectoire de la pointe) est parallèle au sol, et la somme des forces de poids et de traînée est exactement équilibrée par la somme des forces de poussée et de portance. . En vol vertical, les composantes du poids et de la traînée sont combinées en un seul vecteur dirigé directement vers le bas; les composants de portance et de poussée sont combinés en un seul vecteur dirigé vers le haut. Pour réaliser le vol vers l’avant dans un hélicoptère, le plan de rotation du rotor est basculé vers l’avant. (Il faut comprendre que le mât du rotor de l’hélicoptère ne bascule pas, mais que l’angle de tangage des pales de rotor individuelles dans le plan de rotation varie.) Pour le vol latéral, le plan de rotation du rotor est incliné dans la direction souhaitée. Pour le vol vers l’arrière, le plan de rotation du rotor est incliné vers l’arrière.
Comme le rotor est alimenté, il y a une réaction de couple égale et opposée, qui a tendance à faire tourner le fuselage dans une direction opposée au rotor. Ce couple est compensé par le rotor de queue (rotor anti-torsion) situé à l’extrémité du fuselage. Le pilote contrôle la poussée du rotor de queue au moyen de pédales, neutralisant le couple au besoin.
Les autres forces qui agissent sur l’hélicoptère
Il existe d’autres forces agissant sur un hélicoptère qui ne se trouvent pas dans un aéronef conventionnel. Celles-ci incluent l’effet de précession gyroscopique du rotor, c’est-à-dire la dissymétrie de portance créée par le mouvement vers l’avant de l’hélicoptère, ce qui fait que la pale qui avance a plus de portance et que la pale qui recule moins. Cela se produit parce que la pale qui avance a une vitesse combinée de la vitesse de la pale et de la vitesse de l’hélicoptère en vol avant, tandis que la pale qui recule a la différence entre la vitesse de la pale et la vitesse de l’hélicoptère. Cette différence de vitesse entraîne une différence de portance – la lame qui avance se déplace plus rapidement et génère donc plus de portance. S’il n’était pas contrôlé, cela entraînerait le roulis de l’hélicoptère. Cependant, la différence de portance est compensée par le battement de la lame et par le passage cyclique (changement d’angle de tangage). Du fait que les pales sont fixées à un moyeu de rotor par des charnières à battant horizontal, qui permettent leur mouvement dans un plan vertical, la pale qui avance se soulève, diminuant son angle d’attaque, tandis que la pale qui recule se rabat, augmentant son angle d’attaque. Cette combinaison d’effets égalise la portance. (Les lames sont également fixées au moyeu par une charnière verticale, qui permet à chaque lame de se déplacer d’avant en arrière dans le plan de rotation. La charnière verticale amortit les vibrations et absorbe l’effet de l’accélération ou de la décélération.) De plus, en vol vers l’avant. , la position de la commande de pas cyclique provoque un effet similaire, contribuant à l’égalisation de la portance.
D’autres forces agissant sur les hélicoptères comprennent le coning, l’effet de flexion vers le haut sur les pales causé par la force centrifuge; Effet Coriolis, l’accélération ou la décélération des pales provoquée par le mouvement de battement les rapprochant (accélération) ou plus éloignées (décélération) de l’axe de rotation; et la dérive, la tendance de la poussée du rotor de queue à déplacer l’hélicoptère en vol stationnaire, comme lorsqu’un hélicoptère fait un vol touristique.
Stage de pilotage en hélicoptère
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Initiation au pilotage d’un hélicoptère à Brive
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Initiation au pilotage d’hélicoptère à Toussus le Noble
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Initiation au pilotage d’un hélicoptère à Cannes
Réalisez un vol d’initiation sur hélicoptère à Cannes. Découvrez les plaisirs du pilotage hélicoptère sur un R22 ou R44, dans les Alpes-Maritimes. Apprendre à piloter un hélicoptère est une expérience unique, et offrant de magnifiques sensations. Déroulé de votre journée: Accueil à l’aérodrome Cannes Mandelieu par votre pilote instructeur. Briefing d’une vingtaine de minutes sur le fonctionnement et le pilotage de la machine. Explication sur l’aérodynamique, l’action des commandes de vol sur la voilure. Puis vous passez à la pratique avec une initiation au pilotage, avec un vol en double commande avec un instructeur. Installez-vous en place pilote aux côtés de votre instructeur, qui vous conseillera pendant toute la durée de votre vol. Vous pouvez réaliser ce vol d’initiation sur hélicoptère R22 ou R44. Dans un R44, vous pouvez inviter une personne en place arrière en tant que passager.
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