Les hélicoptères (histoire et fonctionnement)

LES VOILURES TOURNANTES

Le terme « hélicoptère » provient du grec hélis - « hélice, spirale » -et pteron - « aile ». Le terme a été inventé dans les années 1860 par deux Français : l'ingénieur Gustave de Ponton d'Amécourt et l'écrivain Gabriel de La Landelle. Un hélicoptère est un aéronef à décollage et atterrissage vertical, capable d'effectuer un vol horizontal ou stationnaire, et mu par deux rotors. De nos jours, les hélicoptères remplissent des missions civiles:

- transport, sauvetage - et militaires

- hélicoptères de combat notamment.

LE PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT

Des pales qui servent d’aile

• Les pales du rotor de l'hélicoptère présentent la même forme et remplissent le même rôle qu'une aile d'avion.

• Le rotor principal assure à la fois la sustentation (le maintien en l'air) et la propulsion (la progression dans l'air) de l'appareil.

• Les pales sont profilées selon les règles de l'aérodynamisme, avec un bord d’attaque arrondi (avant) et un bord de fuite pointu (arrière), et un extrados (partie supérieure) plus courbé que l'intrados (partie inférieure).

• Cette forme leur permet, une fois en mouvement, de créer un déplacement d'air qui exerce une force verticale à l'origine du phénomène de portance.

Pas collectif et pas cyclique

• Les pales du rotor principal sont orientables autour d'un axe horizontal. L'inclinaison de l'ensemble des pales sur cet axe - appelée variation du pas collectif des pales - permet de faire varier la portance de l'hélicoptère. L'augmentation ou la diminution de celle-ci provoque la montée ou la descente de l'appareil.

• Quand la portance est égale au poids de l'hélicoptère, celui-ci se trouve en vol stationnaire.

• La variation de l'angle d'attaque des pales selon leur position au cours de la rotation du rotor

- ou variation du pas cyclique des pales - permet de diriger l'hélicoptère vers l'avant ou l'arrière, la gauche ou la droite. C'est donc la même commande qui permet de faire avancer et de diriger l'appareil. L'hélicoptère se déplace dans la direction où l'angle d'attaque des pales est maximal - et donc la portance relative, minimale.

L'effet de couple

• Le mouvement rotatif des pales du rotor entraîne un mouvement inverse du corps de l'appareil.

La poussée exercée par le rotor

de queue vient compenser cet effet de couple. L’action sur le rotor de queue permet donc de faire tourner l'hélicoptère autour de son axe vertical.

• Le pilote d’hélicoptère agit donc sur cinq types de commandes : la puissance des gaz, le pas collectif des pales du rotor principal - souvent couplé à la puissance des gaz -, le pas cyclique de ces pales, l'inclinaison des pales du rotor de queue.

L'HELICOPTERE À TRAVERS LES ÂGES

Du gyroscope A l'Aerial Top

• Plus de 2 000 ans avant notre ère, les Chinois construisent déjà des jouets volant à aile rotative capables de s'élever verticalement.

L'EFFET DE COUPLE ET SA COMPENSATION