COMMENT VOLE UN HELICOPTERE

Le pas cyclique

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1)Vue d'ensemble de la mécanique du rotor

 

2) Détails de la mécanique du plateau cyclique

 

3) Principe de fonctionnement:

 

4) A propos du pas cyclique:

Le rotor est une pièce mécanique en rotation très rapide : (environ 800 tours/mn pour un diamètre de 1m50 , soit:

1,5 * pi * 800 / 60 = 62 m/s en bout de pales ou encore 220 km/h !

On voit que la contribution de la vitesse / air de l'hélico (vent relatif) par rapport à la vitesse / air de la pale due à sa rotation est très réduite lors de translations lentes. (quelques km/h).

Le pas cyclique ne sert donc pas (ou peu) à contrebalancer le fait que la pale qui remonte au vent relatif de l'hélico a une portance plus élevée que la pale qui "recule".

LE PAS CYCLIQUE SERT A INCLINER LE ROTOR (par rapport à l'horizontale... terrestre) ET A CONTROLER PRECISEMENT CETTE INCLINAISON AFIN DE PERMETTRE LA TRANSLATION DE L'APPAREIL (par inclinaison de la portance générale qui s'ensuit), SACHANT QUE PAR CONSTRUCTION, TOUTE INCLINAISON DU ROTOR ENTRAINE L'INCLINAISON DE L'ENSEMBLE DE L'APPAREIL.

L'attitude du rotor est essentiellement déterminée par les actions aérodynamiques de l'air sur les pales, et pas du tout comme le pensent certaines personnes par une sorte d'action mécanique du corps de l'hélico (fuselage, cabine, moteur, queue, etc) sur le rotor. Il ne faut en effet pas perdre de vue que, en vol, le fuselage n'est plus... en contact avec le sol ! toute action mécanique directe conduirait à une inclinaison du fuselage et pas du rotor qui reste "fixé" dans l'air. Toutefois cela entraînerait un déplacement du centre de gravité par rapport au centre de sustentation, ce qui est mis à profit sur certains ULM dits "pendulaires" qui se pilotent ainsi.

Ceci implique donc que c'est au rotor à se "débrouiller tout seul" pour s'incliner, d'où toute cette mécanique ingénieuse.

L'hélico photographié ci-dessus peut même passer toute la voltige, en particulier les tonneaux et LE VOL DOS. (Heu.. piloté pas un copain ! moi... le stationnaire et la translation lente me suffisent sauf sur simulateur !)

5) A propos de l'effet gyroscopique cité ci-dessus:

Le vitesse de rotation très importante du rotor entraîne des effets gyroscopiques ENORMES et complets:

En particulier, si le pas cyclique est réglé de telle sorte que les pales principales aient une incidence faible lorsqu'elles se trouvent vers l'avant de l'hélico (et donc une grande incidence lorsqu'elles se trouvent vers l'arrière, ce qui va de pair) et un incidence "neutre" à gauche et à droite, il va de soi qu'une force aérodynamique va s'exercer sur le rotor. (un couple de basculement vers l'avant suivant l'axe de tangage). Dès lors on pourrait penser que le rotor va s'incliner vers l'avant, entraînant l'ensemble de l'hélico en translation en "marche avant". IL N'EN EST RIEN !!!!!!

LE ROTOR VA S'INCLINER VERS LA DROITE ET PARTIR A DROITE ! (dans le cas d'un rotor tournant dans le sens des aiguilles d'une montre vu de dessus)

Étonnant ? c'est du à l'effet gyroscopique: prenez une roue de vélo (tournant rapidement) par son axe. maintenez la dans un plan horizontal, puis effectuez un effort pour l'incliner vers l'avant: ELLE S'INCLINE LATERALEMENT A 90º !

Notez bien que cet effet se produit :

EN RESUME:

 

Ces variations d'incidence se produisent 800 fois par minute ! Les petites biellettes et rotules travaillent donc à un régime ahurissant ! La tenue d'un rivet pop sur un hélico modèle réduit (et ailleurs que sur le rotor bien sûr) est de quelques heures.(vous avez sans doute entendu parler du "jeu dans les rivets"? ) Il faut donc leur préférer les boulons et écrous nylstop.

A NOTER: Tous les hélicos n'ont pas de barre de Bell. Et puis certains ont 3 pales (Ecureuil par exemple), voire 4 ou 5.

Je ne vous ai pas parlé du "wash-out", du gyroscope piezzo (une merveille!), du réglage du "tracking", etc...

Auteur de cette étude: Silicium 628.