Hélicoptère monoroteur

1991/10/01 Otaolaurretxi, Jon Iturria: Elhuyar aldizkaria

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Les hélicoptères normaux actuels ont deux rotors : un grand et centré, et un autre plus petit et situé à l'extrémité de la queue. En raison des pannes du rotor de la queue, de nombreux accidents se produisent lors de la chute des appareils au sol. Le nouveau modèle d'hélicoptère inventé par McDonnell-Douglas a un seul rotor. Il a enlevé la queue et l'a remplacée par un courant d'air.

Dans le nouveau prototype de McDonnell-Douglas Helicopter Corporation, le pilote circule plus tranquillement que les autres appareils. La queue de l'hélicoptère ne vous inquiète pas et, contrairement aux hélicoptères normaux, les passagers ou tout autre danger peuvent approcher la queue de l'appareil en l'absence de rotor. De plus, lors des essais effectués, le pilote a intentionnellement porté l'hélicoptère dans la forêt et a introduit la queue entre les arbres. Avec d'autres hélicoptères, cette manœuvre (à vos risques) est, bien sûr, une houe, mais avec cet appareil il n'y a pas peur qu'il soit.

Hélicoptère volant face cachée. Avec les hélicoptères habituels, il y a très peu de pilotes dans le monde, mais avec les hélicoptères NOTE cette manœuvre n'est pas si compliquée.

Dans les hélicoptères conventionnels le rotor de la queue a deux fonctions. D'une part, vous devez équilibrer le moment de torsion créé par le grand rotor. Dans le cas contraire, la rotation du rotor principal entraînerait le démarrage de la cabine dans le sens inverse. D'autre part, il sert à gouverner la direction de l'hélicoptère. Sans moteur à queue, il se déplacerait directement et n'aurait aucune utilité pratique.

Dans tous les systèmes qui ont été inventés pour équilibrer le couple de torsion, seuls deux ont triomphé : les rotors anti-traction et les rotors à queue. Sur le rotor de contrepoids, l'hélicoptère a deux rotors horizontaux superposés sur le même axe, mais pour équilibrer des moments dans la direction opposée (exemple : le modèle soviétique Kamov A-32). Les deux rotors horizontaux peuvent également être sur différents axes, l'un devant et l'autre derrière, en tournant dans le sens inverse. Il s'agit d'hélicoptères en forme de banane comme l'hélicoptère Vertol Chinook de Boeing. Dans les deux cas, le moment d'un rotor est équilibré par l'autre et la cabine et le fuselage restent stables.

Le deuxième système est le rotor à queue. Il est certainement le plus utilisé et consiste essentiellement à placer un rotor inférieur vertical dans la queue pour équilibrer le grand rotor horizontal central. L'inclinaison des bras du rotor peut varier par pédales de cabine. Cependant, ce rotor à queue a toujours suscité des inquiétudes chez les fabricants et les pilotes, entre autres problèmes de sécurité.

Dans les années 1970, la maison Aerospatiale française a conçu et fabriqué un rotor spécial dans la file d'attente : un rotor caréné appelé fenestron. Le rotor était protégé par le fuselage et mieux aérodynamique, mais la queue était plus lourde. Le problème du poids a été atténué en partie grâce à l'apparition récente de matériaux composites. Que ce soit le rotor de la queue ou le système fenestron, conduire des hélicoptères conventionnels est une tâche compliquée. En outre, même la queue doit transmettre le mouvement et les pièces de transmission qui se trouvent dans la poutre de l'hélicoptère ont toujours été délicates et doivent rester très bien.

Dans le système NOTA de McDonnell (abréviation de No Tail Rotor ou sans rotor à queue), le courant d'air du rotor principal est largement utilisé pour équilibrer le moment de torsion. Le courant d'air descendant frappe la poutre jusqu'à la queue, où une réaction défavorable se produit à l'instant. Les poutres se comportent comme le vol-sud vertical.

Une autre partie de la force nécessaire pour équilibrer le moment est obtenue avec le courant émis par le ventilateur actionné par le moteur. La poutre jusqu'à Isatse présente à l'extrémité avec des fenêtres réglables des deux côtés et la réaction à la sortie de l'air donne la partie manquante pour équilibrer le moment.

L'hélicoptère génère un moment de torsion qui fait tourner la cabine et le fuselage dans le sens inverse grâce à la rotation du rotor principal. Un autre rotor est placé dans la queue pour compenser le moment (3. irud. ). La réaction du courant d'air dans la queue provoque le moment inverse et compense presque tout le moment du rotor principal. Le reste est compensé par une légère inclinaison du rotor principal. Cependant, le rotor de la queue sert également à orienter l'hélicoptère. En augmentant l'inclinaison des bras, la force de réaction est plus grande que pour compenser le moment et l'appareil pivote vers la gauche. Par conséquent, l'hélicoptère va à droite. Si l'inclinaison des bras diminue, l'hélicoptère se déplace vers la gauche. Dans les hélicoptères NOTA, un ventilateur relié au moteur envoie un courant d'air à la poutre caudale (Figure 1). Une partie de ce courant d'air s'échappe par des fenêtres situées au centre de la poutre, sous et à droite (Figures 1 et 2). Cet air dévie asymétriquement le courant généré par le rotor principal (en raison de l'effet Coanda) et compense 65% du couple de torsion. L'autre partie du courant d'air à l'intérieur de la poutre continue jusqu'à son extrémité. À l'extrémité s'ouvrent plusieurs fenêtres réglables et le pilote les contrôle à son goût. Il contrôle donc la direction et l'intensité de la force B. Pour maintenir l'hélicoptère immobile dans l'air, les fenêtres extrêmes droite restent ouvertes (Figure 4) de sorte que les forces A et B compensent le moment de torsion. Si vous voulez tourner l'hélicoptère à gauche, la queue est pivote à droite avec les fenêtres de l'extrême gauche (figure 5). Si l'on veut tourner à nouveau à gauche, il faut tourner la queue vers la gauche et pour cela on ouvre les fenêtres de la droite (Figure 6).

Un autre des principaux casseroles de tête qui souffrent des hélicoptères est l'interaction des commandes. Lorsqu'un levier est actionné, une action est effectuée sur l'hélicoptère, mais elle affecte toutes les actions en vigueur et il faut donc compenser les autres. Cependant, la compensation affecte également d'autres actions, qui doivent également être compensées, etc.

Par exemple, dans l'hélicoptère typique, pensons que le pilote a l'appareil arrêté dans l'air et veut avancer tout droit. Le pilote agit sur la tension du levier et le rotor principal se penche vers l'avant. De cette façon, une force horizontale est créée et l'hélicoptère est poussé en avant. Mais quand l'hélicoptère s'est penché, la force verticale exerçant le rotor vers le haut est inférieure pour maintenir l'appareil dans l'air et commencerait vers le bas.

Pour éviter ce problème, le pilote augmente l'angle d'inclinaison (angle d'attaque) des bras du rotor en tirant avec précaution sur un autre levier. Avec les bras du rotor les plus inclinés, il est nécessaire d'envoyer plus de carburant au moteur pour maintenir la vitesse de rotation du rotor. Cependant, en augmentant la puissance du moteur, le couple de torsion de l'appareil est également plus grand et l'inclinaison des bras du rotor de la queue doit également être modifiée pour l'équilibrer.

Selon les pilotes qui ont utilisé des hélicoptères NOTA pour les essais, les interactions dynamiques et aérodynamiques avec les différents axes de l'appareil sont beaucoup moins importantes. Par conséquent, lorsque la commande est activée, le pilote doit utiliser beaucoup moins les autres leviers pour compenser les interactions. C'est un levier qui ne gouverne pas le rotor de la queue ni les fenêtres qui conduisent le courant d'air.

Les essais ont également été effectués sur de grandes rafales latérales de vent. Dans ces conditions, il est très difficile de maintenir la direction dans les hélicoptères habituels, mais les pilotes de NOTA affirment qu'avec le nouveau système les travaux baissent à un quart dans ces cas difficiles. En outre, vous pouvez décoller l'hélicoptère du sol, le garder au repos hors de l'action du sol et l'atterrir lentement sans toucher d'autres leviers.

Dans l'hélicoptère habituel qui avance droit, le pilote doit obtenir la puissance du rotor de la queue au point de maintenir la direction, mais dans l'hélicoptère NOTE est beaucoup plus facile.

Lorsque le serrage doit tourner rapidement dans l'hélicoptère, la queue a de grandes oscillations dans bapate et le pilote ne peut pas maîtriser plus de 60 ° de rotation par seconde. Vous devez agir sur de nombreux leviers pour compenser les interactions en très peu de temps. Dans le nouveau système, cependant, les pilotes ont facilement obtenu des tours de 100º par seconde.

Il faut également tenir compte des problèmes générés par le vent latéral. Les hélicoptères conventionnels ne prennent pas en charge les rafales latérales plus rapides que 20 nœuds (par exemple en hélicoptère standard OH-6A), mais les rafales jusqu'à 40 sont prises en hélicoptère NOTA. Dans l'hélicoptère militaire, on admet des vents latéraux majeurs en plaçant un plus grand rotor dans la queue, ce qui entraîne d'autres casseroles de tête en poids et position, et le pilote doit utiliser plus les leviers. Ils sont limités à la vitesse de manœuvre, qui est ce dont les hélicoptères militaires ont besoin.

Les appareils NOTA permettent des manœuvres plus rapides et ont une capacité d'acrobatie. Ils peuvent aussi revenir en arrière et, même s'il semble surprenant, aussi à l'envers!

Selon les militaires, le nouvel hélicoptère de McDonnell-Douglas est beaucoup plus sûr pour la guerre. La rupture du rotor dans la queue par projection est très simple, de sorte que l'appareil tombe nécessairement avec son pilote. Cependant, dans le nouveau système, même en faisant un trou de la taille de la balle de tennis dans la poutre de la queue, l'appareil ne tomberait pas.

Le premier appareil du système NOTA a été le modèle MD 530 N et est équipé de la turbine Allison 250-C30. Depuis, le modèle MD 520 N a également été développé en installant la turbine 259-C20R-2 à Allison. En cabine et en forme, ils sont similaires à ceux de la série d'hélicoptères MD 500.