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Comment vole un hélicoptère ?

Présentation illustrée des principes de vol d'un hélicoptère, des commandes disponibles pour son pilotage, leurs impacts sur la tête de rotor, les différentes configurations de rotors anti-couple mis en oeuvre sur les appareils

Expériences

 

 
 

Le pilotage d'un hélicoptère : un numéro d'équilibre en trois dimensions
(Illustration Alex DEMARMELS - REGA)
Le pilotage d'un hélicoptère : un numéro d'équilibre en trois dimensions

 

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

 


Remerciements à la REGA
pour son autorisation de publication des photographies

 


Actions des commandes sur la tête de rotor

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

Principes de fonctionnement d'une tête de rotor d'hélicoptère
Le pilote tire sur le collectif, les pales s'inclinent, l'hélicoptère s'élève

Principes de fonctionnement d'une tête de rotor d'hélicoptère
Le pilote pousse le cyclique vers l'avant, l'hélicoptère s'incline vers l'avant puis avance

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

Bell 206B JetRanger III
(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

EC120
(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.

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

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

KMAX1200
(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.

MD900
(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

NOTAR

 

Djinn
(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

Djinn
(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.

MV22 Osprey
(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

MV22 Osprey
(Photo André BOUR)
Ici en position avion

 

 

Expériences

Page publiée le 27 avril 2008, dernière mise à jour le 20 septembre 2017

 


Voir aussi :

Devenir pilote d'hélicoptère dans l'Armée de Terre
Comment devenir pilote ?
Un des articles phares d'HELICOPASSION : un lieu d'échange entre pilotes confirmés, pilotes en formation et ceux qui aimeraient le devenir

  Toutes les informations sur les appareils, dans la rubrique Hélicoptères de A à Z

  MV22 Osprey
V22 Osprey
1989, 25 tonnes. 1er convertible (rotors basculants) construit en série
EUROCOPTER X3
L'hélicoptère X3 à grande vitesse d'EUROCOPTER
La réplique d'EUROCOPTER au X3 de SIKORSKY, l'hélicoptère X3 à grande vitesse d'EUROCOPTER vole à 472 km/h

  SIKORSKY X2
La technologie X2
  Avatar
Avatar
Les hélicoptères futuristes dans le film Avatar
AVX Future Vertical Lift
Future Vertical Lift : un hélicoptère de nouvelle génération pour l'US Army


  V280 Valor
Le projet d'hélicoptère convertible V280 Valor de BELL
Le projet d'hélicoptère convertible V280 Valor est la réponse de BELL au programme Future Vertical Lift de l'US Army, pour le remplacement des UH60 Blackhawk et des AH64 Apache à l'horizon 2030

  André BOUR
Découvrez tous les reportages photos d'André BOUR parus sur HELICO PASSION

 

 


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