Helico-tipe

Fonctionnement de l'hélicoptère Blangonet Ronan Bourge Florentin Grosbois Pierre P1A TIPE
29/05/2009 I. Introduction 1) Historique
- Origine
- Les premiers hélicoptères.
- Echecs, abandons, réussites.
2) Pourquoi les hélicoptères ont-ils du succès ?
- Maniabilité, rapidité, adaptabilité, prix, efficacité…
II. Principes physiques et aérodynamiques. 1) Phénomènes d’aspiration et portance
- Pression statique et dynamique
- Théorème de Bernoulli
2) La voilure et ses propriétés (l’avion)
- Equations de la portance et de la traînée
- Schéma du profil aérodynamique d’un voilure
3) Les pales
- Schémas en coupe de profil de pales avec flux d’air
- Angle d’incidence
a) Mise en œuvre de la portance
b) Contraintes de flexion
c) Contrainte de vitesse en vol rectiligne uniforme (dissymétries)
III. La mécanique du rotor et déplacements. 1) Le plateau cyclique
- Schémas et description du fonctionnement général
2) Les commandes de vol
-
Le manche à balais
Le levier de pas
Manette des gaz
Palonnier
Tangage et roulis
- assiette, inclinaison, cadence
3) Technique du vol
-
L’effet de sol
Décollage
La montée
Descente et atterrissage
Déplacements sur l'axe de Lacet
- Le rotor anti-couple
4) La puissance
5) La puissance du rotor anti-couple :
IV.
Bibliographie. 2
I. Introduction 1) Historique
L'hélicoptère fut inventé comme on le connait aujourd'hui par de nombreux hommes car beaucoup on
tentés sans réussir mais il est difficile de savoir qui a vraiment eu l'idée le premier. Une chose est sure, au IV
siècle, l'idée naissait parmi les chinois, enfin, Léonard de Vinci en eu l'idée. Ce n'est qu'au XVIII siècle qu'une
avancée réelle se produit, le russe Lomonossov essai un modèle à eux rotors coaxiaux contrarotatifs.
Depuis cet événement, l'hélicoptère ne cesse d'évoluer vers ce qu'il est aujourd'hui avec le premier vraie vol le
13 novembre 1907, piloté et inventé par Paul cornu.
2) Pourquoi les hélicoptères ont-ils du succès ?
Les hélicoptère ont du succès. C'est un fait et c'est non discutable, une machine aussi complexe et
chère est aujourd'hui mise en œuvre alors que depuis longtemps les échecs étaient présents. Une telle
détermination provient sans doute du rêve que la machine fournit mais certainement aussi de tous les
avantages que l'on peu en tirer.
Des avantages tels que le côté pratique. Là où il faut au moins une ou deux machine
spécialisées pour le transport, l'hélicoptère est adapté pour n'avoir besoin d'aucun support. Aller sur un île ne
pose pas de problème pour l'hélicoptère là ou il faut bateau et voiture. Secourir en montagne est rapide alors
qu'envoyer une équipe de secours ne l'ai pas et se trouve être dangereux. De plus, c'est un moyen
d'intervention rapide car il peu dépasser les 300 Km/h et à cette vitesse, sans besoin de route, il est plus rapide
que tous, sauf l'avion. Mais alors quel est l'avantage sur l'avion ?
Le vol stationnaire sans aucun doute et le fait de pouvoir de poser là où l'avion ne peut pas. Un malade
peut être hélitreuillé jusqu'à l'hôpital le plus proche en des temps record grâce à l'hélicoptère.
3) Aucuns défauts alors ?
L'hélicoptère a ses défauts. Il coûte cher, les premiers prix se trouvant aux alentours de 30 000 euros.
Les plus chers pouvant aller jusqu'à plusieurs millions d'euros. De plus, on rencontre vite des limites à
l'hélicoptère, il est intéressant de les comprendre, elles seront expliquées dans le TIPE. Elles sont des limites
de vitesse (vitesse maxi) que l'hélicoptère tel qu'on le connait ne pourra jamais franchir, des limites d'altitudes
qui dépendent beaucoup de la masse de l'hélicoptère et de sa portance maximale, donc du modèle. Bien que
très maniable, il existe de nombreuses limites de maniabilités à cause de l'aérodynamisme ou bien encore dues
tout simplement à des problèmes de résistances des matériaux.
On ne parle pas ici du pilotage en lui même mais il se trouve aussi que piloté un hélicoptère n'est pas une
chose aisée.
3
II. Principes physiques et aérodynamiques 1)
Phénomènes d’aspiration et de portance
Pression statique et pression dynamique
1) Définition :
-
La pression statique est celle du sens commun, c’est celle qui nous entoure à tout
moment et qui s’exerce en tous points dans tous les sens.
La pression dynamique est celle qui apparait avec une vitesse. Cette pression est la
conséquence de la vitesse de déplacement du fluide, elle ne s’exerce que dans la
direction et le sens de déplacement du fluide. (c’est par exemple la force du vent)
-
2) Théorème de Bernoulli :
ƒ
ƒ
ƒ
- Voici l’énoncé physique à la base de toutes les machines volantes :
Pour un écoulement :
D’un fluide incompressible (on peut considérer que la masse volumique reste constante)
d'un fluide parfait (les effets visqueux sont négligeables et pas de pertes de charges)
Alors, en régime permanent, le long d'une ligne de courant (une ligne de courant est une courbe de
l'espace décrivant un fluide en mouvement.), et si l'on néglige les transferts de chaleur, on vérifie:
Equation de Bernoulli
Equation simplifiée
1
2
pression statique + pression dynamique = pression totale
Chaque point dans un fluide en mouvement,
est la pression en un point (en Pa ou
indépendamment de la vitesse du fluide en ce point, a sa
N/m²)
ƒ
est la masse volumique en un point (en propre pression statique et dynamique. La somme de ces
deux pressions
est définie comme la pression totale
kg/m³)
. Le principe de Bernoulli est de considérer cette
ƒ est la vitesse du fluide en un point (en m/s)
pression totale constante.
ƒ est l'accélération de la pesanteur (en N/kg
ou m/s²)
ƒ est l'altitude (en m)
Conséquence:
Comme la somme des deux pressions est une constante, lorsque l’une augmente l’autre diminue, et c’est sur
cette propriété du principe qu’apparaissent tous les phénomènes d’aspiration qui soulèvent les voilures et qui
sustentent les hélicoptères. En effet lorsque le courant d’air passe sur la face bombée de la voilure il est
accéléré. Alors, la pression dynamique augmente et la pression statique diminue et en plus grande proportion
que sur la face plane de la voilure car la pression dynamique est proportionnelle à
. Ainsi la pression
statique est plus faible en dessus qu’en dessous, cela provoque une force « d’aspiration » verticale dirigée de
bas en haut, c’est la portance.
Schéma du profil d’une voilure avec un flux d’air:
ƒ
é
(vent relatif)
Portance
é
Dépression
Surpression
4
2) La voilure et ses propriétés (l’avion) :
Les paramètres géométriques d’une voilure, qui déterminent ses qualités aérodynamiques, sont de deux
ordres, on trouve d’abord ceux qui sont relatifs à sa forme en plan : l’allongement, la flèche de l’effilement, et
ensuite ceux qui concernent la section ou le profil : l’épaisseur relative, la cambrure et le vrillage. Tous ces
paramètres doivent être attentivement choisis afin d’obtenir les performances requises pour toutes les phases
du vol.
Les lois de l’aérodynamique disent qu’une voilure d’allongement
, ù se déplaçant à la vitesse subit un effort que l’on peut décomposer en une portance
dans la direction perpendiculaire à , et en une résistance ou traînée
dans la direction de .
•
•
.
.
z
et
sont les coefficients dont les ordres de grandeur, en fluide
incompressible sont :
o
ª é ª
⁄
ª
La Portance
é
ª
ª
La Poussée
x
.
G
: est la traînée induite.
ª On constate, avec les expressions de
et
que l’allongement prend toute son importance :
• Si
∞:
.
¾
•
.
: somme des coefficients de traînée de
pression et de traînée de frottement.
.
¾
Le Poids
o
La Trainée
Si
:
¾
¾
∞
∞
Plus l’allongement est important et plus la portance est
grande et la trainée petite.
3) Les pales :
La pale réutilise les mêmes équations de portance et de traînée qu’une voilure d’avion, sa principale différence
est d’avoir un profil biconvexe souvent symétrique. Ainsi le contrôle de la portance d’une pale s’effectue en
lui donnant un angle d’incidence.
é
Schéma du
profil d’une pale:
:
:
é
:
:
5
Incidence 0°
Portance nulle
Incidence de pas =
75°
Incidence
Incidence
45°
Sur un hélicoptère, la portance se contrôle avec l’angle d’incidence des pales et non pas avec la vitesse de
rotation qui est reste constante lors d’un vol. C’est l’autre différence avec la voilure d’avion, ici l’essentiel de
la portance est créé par les pressions dynamique et statique contre l’intrados suivant un certain angle appelé
angle d’incidence. Plus l’incidence est importante et plus la portance va être grande jusqu’à une limite d’angle
au delà duquel la pression du vent relatif sur la pale n’aura plus de résultante verticale, c’est le décrochage. Ce
procédé va permettre à l’hélicoptère de se déplacer dans les trois dimensions de l’espace avec une grande
facilité (voir les paragraphes sur les autres déplacements de l’hélicoptère dans l’espace).
a) Mise en œuvre de la portance
Pour parvenir à soulever un hélicoptère il faut parvenir à créer une portance résultante (force de sustentation
totale et moyenne du rotor) supérieur au poids total de l’appareil. Ainsi, en vol stationnaire, quand la
résultante de l’ensemble des forces s’exerçant sur l’appareil est nulle, la portance est égale au poids en valeur
en norme et en direction mais de sens opposé.
La portance résultante
Vitesse linéaire
Vitesse relative du vent
b) Contrainte de flexion
Le poids
Une caractéristique importante de l’hélicoptère est que la vitesse
linéaire (perpendiculaire à la pale dans le plan de rotation)
augmente en chaque point de l’axe de la pale dans le sens allant du
centre vers l’extérieur. Sachant que la portance en un point d’une
pale, longitudinalement uniforme, est proportionnelle à
car
l’air exerce une force de pression dans la direction de la vitesse
linéaire, alors la portance augmente du centre du rotor vers
l’extérieur (voir schéma 1). Par conséquent la portance totale se
situe plutôt à l’extrémité des pales, les pales ne sont pas assez rigide
pour ne pas se tordre. Cet effort peu conduire à la rupture des pales.
Le rapport entre la vitesse linéaire et la
vitesse angulaire est donné par
l’équation :
•
•
•
.
: vitesse angulaire (rad. s
: vitesse linéaire m. s
: rayon en mètres
Rappel de l’équation de la portance :
.
6
Portance totale
Schéma 1
Pale uniforme fléchie
Poids total
Portance totale
Portance recentrée sur
une pale vrillée
Schéma 2
Poids total
Les nouveaux matériaux sont assez flexibles et résistants pour pouvoir subir une vrille (schéma 2) qui va
augmenter la surface de pression avec l’air au milieu et diminuer la surface de pression à l’extrémité. Ainsi la
résultante totale de la portance d’une pale va être recentrée ce qui va permettre de meilleures performances.
c) Contraintes de vitesse en vol rectiligne uniforme
ª Dissymétrie des efforts (Pale avançante et pale reculante)
Cas 1
Cas 2
é
Vol stationnaire (cas 1):
Ici, l’hélicoptère est fixe, l’ensemble des forces
qui s’y exercent se compensent. Le vent relatif
reçu par chaque pale est en moyenne de même
intensité. La portance totale est dirigée vers le
haut et colinéaire à l’axe de rotation du rotor.
é
è
Vol en translation rectiligne uniforme (cas 2):
Maintenant que l’hélicoptère avance, il se créer sont
propre vent de face, ce vent va s’ajouter à la vitesse
linéaire de rotation de la pale avançante et se retrancher à
la vitesse linéaire de rotation de la pale reculante.
Comme, la portance dépend de la vitesse linéaire, la
portance va être augmentée sur la pale avançante et
diminuer sur la pale reculante. Dans cette configuration la
portance totale et décentrée de l’axe de rotation alors
l’hélicoptère bascule et se retourne violement.
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é
é
é é
Déplacement
Déplacement
Incidence égale pour chaque pale
Cas 2
Incidences équilibrées
Cas 3
Pour recentrer la résultante de la portance, la solution la plus courante est de rééquilibrer les portances de
chaque pale. Pour cela, on va modifier l’angle d’incidence de chaque pale en fonction de leur position par
rapport au vent à l’aide du plateau cyclique. Par ce procédé, dans sa phase avançante, la pale va diminuer
progressivement son angle d’incidence au fur et à mesure qu’elle tourne vers sa position de portance maximale
(perpendiculaire au vent relatif) puis elle va diminuer au fur et à mesure que la pale tourne vers sa position de
portance minimale (phase pale reculante).Ainsi la portance maximale de la pale avançante va être diminuée
vers une valeur moyenne de portance égale à la valeur de portance vers laquelle la valeur de la portance de la
pale reculante va être augmentée. Ainsi la portance totale est recentrée sur l’axe de rotation du rotor.
C’est aussi la première
cause de limitation de vitesse,
en effet l’adaptation de
l’incidence des pales pourra
remédier au problème de
dissymétrie
jusqu’à
une
certaine vitesse limite. Au
dessus de celle-ci, la pale
avançante recommencera à
avoir un excédant de portance
et la pale reculante un déficit,
l’hélicoptère partira donc en
décrochage.
Vont
aussi
apparaitre, des limites dues à
la résistance des matériaux
des pales et du rotor. Et la
dernière limite la plus difficile
à solutionner est causée par
des effets de compressibilité
apparaissant dans les zones avançante des pales aux valeurs critiques Mach-incidence du profil.
Les appareils actuels ont une vitesse de croisière autour de 250 .
, les hautes vitesses se situent
à 320 .
et les records tendent vers 400 .
.
8
III. La mécanique du rotor et déplacements 1) Le plateau cyclique
L'importance de cette partie de l'hélicoptère est telle qu'elle lie la partie immobile (cellule de l'hélicoptère) et
le rotor en mouvement. Le plateau est principalement composé de deux demi-plateaux superposés:
• la couronne fixe qui coulisse autour de l'axe du mât du rotor;
• la couronne mobile qui est solidaire du rotor;
Des biellettes de pas fixées sur le demi-plateau supérieur sont reliées chacune à une pale pour faire varier leur
angle d'incidence, selon l'action du pilote sur les commandes cycliques et des compas mobiles fixés sur le
moyeu rotor entraînant le plateau en rotation. Un compas fixe est fixé sur le plateau inférieur dans le but
d'empêcher la rotation autour de l'axe rotor.
L'effet gyroscopique est un problème qui s'applique aux pales de l'hélicoptère, c'est-à-dire que ces dernières
résistent aux changements de leur orientation. On doit donc appliquer l'incidence requise sur la pale 90° avant
le point d'application de l'incidence souhaitée pour que celle-ci prenne la position désirée.
2. Couronne fixe
3. Biellettes de contrôle
4. Couronne mobile
2) Commandes de vol, pas cyclique
On trouve 4 commandes de vol sur un hélicoptère:
1. Le manche à balais : Contrôle l'assiette de l'appareil (inclinaison) en agissant sur l'inclinaison du
plateau cyclique. (main droite)
2. Le levier de pas : Permet de contrôler le pas des pâles. (main gauche)
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3. Manette des gaz : Sert à ouvrir ou fermer la sortie puissance du moteur, autrement dis, faire tourner
plus ou moins vite. Mais elle est reliée de façon automatique au levier de pas de façon à envoyer plus
de puissance lorsque le pas augmente la portance et demande donc plus de puissance pour garder une
vitesse de rotation équivalente. (Sur le côté, aucune main de posé dessus en permanence).
4. Palonnier : Sert soit au contrôle en lacet (rotation de l'hélico sur lui même) grâce à une variation du pas
du rotor anti couple. Soit au contrôle du lacet (comme précédemment) et en plus du rotor principale (le
levier de pas) et donc agit comme une composante des deux ce qui fait une rotation plus une
translation verticale. (Avec les pieds).
5. Tangage et roulis
On étudie ici les déplacements selon les axes de tangage et de roulis. Ils sont actionnés par le levier de pas
cyclique (manche). Ces commandes font varier l'angle de pas de chaque pale par l'intermédiaire du plateau
cyclique.
Lorsqu'un hélicoptère est en vol stationnaire, le rotor doit rester horizontal et le manche reste vertical. Pour
effectuer un déplacement vers l'avant, le pilote actionne le manche vers l'avant. Le plateau cyclique s'incline
alors vers l'avant et fait varier l'angle de pas de chaque pale selon sa position (pale avançante/reculante) de
telle manière que la résultante aérodynamique est inclinée vers l'avant. L'inclinaison du plateau cyclique
dépend de l'inclinaison du manche (d'avant en arrière, de gauche à droite) de telle sorte qu'ils soient toujours
perpendiculaires l'un par rapport à l'autre.
La composante horizontale de la
résultante crée une traction qui fait
avancer l'hélicoptère.
6. assiette, inclinaison, cadence
Le pilote évalue les variations angulaires
autour des différents axes de rotation
grâce à différents instruments:
• l'assiette autour de l'axe de tangage
• l'inclinaison concerne l'axe de roulis
• la cadence autour de l'axe de lacet
3) Technique du vol
a) L’effet de sol
Avant d'expliquer toute manœuvre de pilotage d'un hélicoptère, il est important de définir le phénomène
d'effet de sol. Ce phénomène existe lorsque l'hélicoptère est en vol stationnaire très près du sol. Les filets d'air
passant dans le rotor sont accélérés vers le bas et la masse volumique de cet air est augmentée en raison de la
compression soudaine d'un grand volume d'air. De plus la portance est fonction de la masse volumique, donc
la portance augmente dans l'effet de sol. Ce phénomène est limité à une hauteur égale au diamètre du rotor, et
peut
varier
selon la
nature du
sol.
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b) Décollage
Il existe différents types de décollages en raison des obstacles qui peuvent se présenter dans l'axe de
décollage.
1. Décollage classique
Ce type de décollage ne peut se pratiquer que sur une aire plane et vide de tout obstacle dans l'axe de
décollage (trouée d'envol). L'appareil décolle par l'actionnement du levier de pas collectif qui provoque le
déplacement vertical du plateau cyclique, augmentant ainsi l'angle d'incidence de toutes les pales en même
temps, et de la même valeur. Il est en vol stationnaire dans l'effet de sol. Le pilote applique une légère assiette,
c'est-à-dire une légère inclinaison du manche vers l'avant, afin d'orienter la résultante aérodynamique vers
l'avant et d'obtenir une vitesse horizontale. Le souffle du rotor touche alors le sol vers l'arrière de l'hélicoptère
qui atteint la vitesse d'accrochage qui symbolise la disparition de l'effet de sol. L'hélicoptère accélère ensuite
en palier au ras du sol pour atteindre la vitesse de montée (préconisée par le constructeur). Cette vitesse est
maintenue en montée.
2. Décollage oblique
Le décollage oblique est utilisé lorsqu'il y a un obstacle situé dans l'axe de décollage. Le pilote incline le rotor
vers l'avant en appliquant la puissance maximale. Durant la montée, l'extrémité du disque rotor doit toujours
être en vue et située au-dessus de l'obstacle à franchir. Si ce n'est pas le cas, le décollage doit être interrompu.
Il existe aussi le décollage vertical, utile lorsqu'aucun des décollages précédemment décrits n'est possible. Le
principe est de pouvoir disposer d'une réserve de puissance importante que le pilote transforme en translation
verticale. Une fois les obstacles franchis, l'appareil est mis en translation.
c) La montée
Il existe une vitesse optimale de montée préconisée, et différente selon le modèle d'hélicoptère. Dès le début
de la montée, le pilote applique une assiette à cabrer telle que la vitesse de l'appareil corresponde à la vitesse
optimale de montée. Si le pilote affiche une assiette plus faible, la composante horizontale de la vitesse est
plus grande et la composante verticale de cette même vitesse est plus faible. Si l'assiette est plus grande, c'est
la composante verticale qui augmente et la composante horizontale qui diminue.
d) Descente et atterrissage
1. La descente
L'hélicoptère descend lorsque le poids est inférieur à la portance. Le pilote doit gérer sa descente et ne pas
appliquer une assiette trop courbée vers l'avant. La descente s'effectue donc en palier, car, comme en plongée
sous-marine, il faut garder un équilibre de pressions entre l'oreille interne et externe. La mise en palier permet
de rattraper un plan de descente idéal en vue d'un point d'atterrissage.
2. L'atterrissage
L'atterrissage s'effectue généralement face au vent. Le but du pilote est de:
• déterminer un point d'approche;
• déterminer un plan de descente vers ce point;
• arrêter l'appareil en stationnaire dans l'effet de sol sur ce point;
Le pilote en phase de descente vise un point d'atterrissage. Cette phase se passe à une quinzaine de mètres du
sol. Il doit alors diminuer sa vitesse horizontale en cabrant l'appareil. Cette manœuvre se nomme un flare. Il
met ensuite l'appareil en position stationnaire dans l'effet de sol.
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e) Déplacements sur l'axe de Lacet
Les déplacements sur l'axe de lacet sont les déplacements pour une position "normale" de l'hélicoptère
qui se trouvent dans le plan horizontale. Donc, ce sont les déplacements autour de l'axe de rotation de
l'hélicoptère. Les uniques déplacements en Lacet possibles sont les déplacements provoqués par le rotor anti
couple.
Pour être plus précis, c'est le
rotor principale qui provoque une
couple de renversement en faisant
tourner les pâles. Etant donné que
l'hélicoptère ne peut s'appuyer sur
l'air comme sur le sol (pas de
réaction de l'air comme du sol
suffisante), lorsque le rotor
principale exerce une force sur les
pâles, c'est aussi les pâles qui
exercent une force sur le rotor et
donc sur l'hélicoptère qui est
solidaire de la base. Cette seconde
force est la force de sens contraire à
la force exercée par le rotor sur les
pâles et de même direction.
C'est cette force que le rotor
anti couple contre. Lorsqu'il y a
équilibre, la force Pâle sur le rotor
est égale à la force exercée par le
rotor anti couple sur l'air. C'est une
portance. Si la force exercée par le
rotor anti couple est inférieur alors le
rotor principale est la force
prédominante, la résultante des
forces fait tourner l'hélicoptère dans
le sens de rotation des pâles
(différent entre Europe et Etats-Unis
et Russie), si le rotor anti couple exerce une force prédominante sur celle du rotor principale alors l'hélicoptère
tourne sur lui même dans le sens contraire de rotation des pâles du rotor principal.
Le palonnier est une commande située dans le cockpit et est composée de deux pédales, celle de droite va, par
convention, faire tourner l'hélicoptère vers la droite (donc la queue vers la gauche) et réciproquement pour la
pédale de gauche). Il agit sur l'inclinaison des pâle (le pas) et ainsi directement sur la portance. La vitesse de
rotation des pâles du rotor anti couple est constante.
Cette commande est utilisée afin de dirigé le nez de l'appareil. En vol, elle permet d'éviter le vol
dissymétrique qui est un vol dans une direction avec l'axe de l'hélicoptère (queue-nez) dans une autre
direction.
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f) Le rotor anti-couple
Le rotor anti-couple est primordial pour qu'un hélicoptère puisse voler sans encombre. Il est composé
soit avec des pâles soit avec un rotor multipâle caréné type fenestron (de plus petites pâles contenues dans la
queue). Si c'est de pâles alors on a de 2 à 5 pâle. Pour la carène fenestron on en a de 8 à 13.
4) La puissance
Toute poussée aérodynamique est égale à la quantité de mouvement
communiquée à l’air par unité de temps :
¾
.∆
o
est la poussée, le débit d’air brassé par le rotor, . ∆ la
variation de vitesse verticale qu’il subit.
On en déduit que la puissance nécessaire est :
¾
.∆ ⁄ .
Pour économiser la puissance, il faut donc associer faible
variation de vitesse et gros débit d’air, d’où le grand diamètre des
rotors. En vol d’avancement, le débit augmente avec la vitesse, ce
qui réduit la puissance nécessaire à la sustentation. Inversement, les
résistances de traînée aérodynamique croissent ; la puissance
nécessaire passe par un minimum vers
.
n, puis
augmente rapidement. Le rotor étant une aile médiocre, la finesse de
l’hélicoptère est nettement inférieure à celle de l’avion.
En vol stationnaire :
Pn=Puissance induite du stationnaire + Puissance passive due à
la trainée + Puissance de l'anti couple
Il nous reste donc à appliquer P = Pio + Ppo + Pao
La courbe montre la non linéarité, et met en évidence la variation de puissance à grande vitesse.
L'augmentation de la vitesse n'est pas linéaire sur la puissance.
L'augmentation de la masse augmente la puissance nécessaire au rotor de façon non linéaire.
La masse volumique de l'air diminue si la température augmente, il est donc intéressant de noter que la
puissance induite nécessaire au rotor sera donc plus importante lors des chaudes journées, tandis que la
puissance passive (couple résistant) sera moins élevée.
ρ0 = 1,225 à 0°C ou 273,15 Kelvin
ρ = ρ0 * T0/(T0 + T ambiante)
T0 = 273 K
si T ambiante = 25°
ρ = 1,225 * 273/(273 +25) = 1,122 kg/m³
En revanche si le modèle est lourd, la puissance utile nécessaire sera plus importante à 25° qu'à 0°C.
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5) La puissance du rotor anti-couple :
Principe : Le rotor anti couple exerce une force opposée au couple du moteur.
Eléments à prendre en compte :
Le couple du rotor principal est Cr=(P rotor)/(W rotor), (W rotor)
= 2*P induite*v/60; v est la vitesse de rotation en t/m.
Ce rotor est situé à une distance Lac définie par la distance entre les
deux axes des rotors, principal et anti couple.
Le rotor anti couple est composé de pales disposant d'un diamètre
Dac.
La force que doit émettre l'anti couple est donnée par la relation
C=F.d ou (F anti couple)=Cr/Lac
La puissance à fournir au rotor anti couple est donnée par la relation :
P ac = (1,1 à 1,2) * Fac*√Fac / (Dac * √ρ)
1.1 à 1.2 = coef due aux pertes.
IV. Bibliographie •
•
Sites internet:
ª
ª
ª
ª
Livre:
ª
ª
Wikipédia hélicoptère
www.hélicoptère.net
http://accrodavion.jexiste.be/Accrodavions/index.html
http://fr.wikipedia.org/wiki/Plateau_cyclique
Technique d'utilisation de l'hélicoptère (Cépadès éditions)
L’HELICOPTERE, théorie et pratique (édition CHIRON : le monde de l’air)
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