Fiche de révision : Théorie du vol des hélicoptères

📋 Plan du Cours

1. Terminologie de l’hélicoptère
2. Architecture et transmission de puissance
3. Sustentation et translation
4. Forces et équilibre du vol

📖 1. Terminologie de l’hélicoptère

🔑 Notions clés & Définitions

• Hélicoptère : Appareil à voilure tournante dont le ou les rotors procurent à eux seuls la propulsion et la sustentation pendant toutes les phases de vol.

★ À maîtriser

• Un hélicoptère comprend notamment: une cellule, un ou plusieurs moteurs avec leurs équipements, un rotor principal, un rotor anti-couple, un train d’atterrissage, des équipements

Compléments

• La cellule comporte: une partie avant avec le poste de pilotage, une partie centrale destinée au fret ou au cargo, une partie arrière comprenant la queue et l’empennage

📖 2. Architecture et transmission de puissance

🔑 Notions clés & Définitions

• BTP : Réducteur de vitesse auquel la puissance du moteur est transmise.

📝 Points essentiels

• La motorisation d’un hélicoptère peut être à pistons ou à turbine.

• 🔄 La transmission de puissance suit cette chaîne: la puissance est transmise du moteur à la BTP, la BTP entraîne le rotor principal, la BTP transmet la puissance au rotor arrière par un arbre de transmission

• Les pales sont fixées au moyeu par:

  • un axe de battement
  • un axe de traînée
  • un axe de changement de pas

📌 Le rotor anti-couple contre le couple de renversement produit par la rotation du rotor principal et permet de diriger l’hélicoptère autour de son axe de lacet.

💡 Astuce mémo

Moteur → BTP → rotor principal → rotor arrière

📖 3. Sustentation et translation

🔑 Notions clés & Définitions

• Résultante aérodynamique : Force créée par la mise en rotation du rotor, dont la composante verticale assure la sustentation.
• Traction : Composante horizontale de la résultante aérodynamique qui met l’hélicoptère en translation.

★ À maîtriser

• La portance Fz est la composante verticale de la résultante aérodynamique Ra.

📌 En vol vertical, l’hélicoptère monte si Fz est supérieure au poids P, descend si Fz est inférieure à P et reste en stationnaire si Fz est égale à P.

Compléments

📌 Contrairement à l’avion, dont les ailes doivent avancer dans l’air pour créer de la portance, l’hélicoptère crée sa portance grâce au déplacement en rotation de ses pales, même sans déplacement de l’appareil.

💡 Astuce mémo

Portance verticale pour monter, traction horizontale pour avancer

📖 4. Forces et équilibre du vol

★ À maîtriser

• Les quatre forces sont:

  • le poids P
  • la portance Fz
  • la traînée F
  • la poussée du dispositif anti-couple F_RAC

• Le moment Mn du rotor principal tend à faire tourner l’hélicoptère autour de l’axe du rotor dans le sens inverse de la rotation du rotor, tandis que le moment du dispositif anti-couple tend à le faire tourner autour de l’axe de rotation de ce dispositif dans le sens inverse de sa rotation.

📌 Selon la première loi de Newton, l’équilibre d’un hélicoptère est traduit par ΣF = 0 et ΣM = 0 lorsque l’appareil est en stationnaire ou se déplace à vitesse, altitude et cap constants.

Compléments

• Le poids P est appliqué au centre de gravité de l’appareil, tandis que la portance Fz est appliquée au centre du rotor et perpendiculaire au plan de rotation.