National Aeronautics and Space Administration

L A R E C H E R C H E A É R O N A U T I Q U E D E L A N A S A À B O R D D E S A V I O N S

D E S D É C E N N I E S D E C O N T R I B U T I O N S À L ’ AV I AT I O N À R O T O R S B A S C U L A N T S

D e s a n n é e s 5 0 a u x a n n é e s 9 0

1 DYNAMIQUE DES FLUIDES NUMÉRIQUE (DFN) H v F 2 BASE DE DONNÉES DE BRUIT

3 STRUCTURES COMPOSITES H v F

4 STABILITÉ AÉROÉLASTIQUE

5 ROTORS ORIENTABLES SERVANT 

D'HÉLICE PROPULSIVE

6 SYSTÈME DE COMMANDES 

DE VOL

7 SYSTÈME DE COMMANDE DÉTERMINÉE DE 

POSITION DE NACELLE

8 SYSTÈME DE COLLECTE DE DONNÈES 9 ESSAIS EN SOUFFLERIE H v F 10 VALIDATION DE PRINCIPE DES ROTORS BASCULANTS

H S’applique également aux aéronefs civils

v S'applique également aux aéronefs militaires

 F S’applique également aux aéronefs de l’aviation générale

www.nasa.gov
 

 

 

 

 

1. Dynamique des fluides numériques (DFN) 

Dès le début des années 70, la NASA a commencé à développer des 

codes machines de haute technicité pouvant prévoir exactement le 

flux des fluides comme par exemple l’écoulement régulier sur l'aile 

d'un avion ou du carburant à travers le moteur principal d'une navette 

spatiale, ou bien encore les interactions complexes entre les pales du 

rotor principal d’un giravion, son fuselage et son rotor de queue. 

Ces idées et ces codes sont devenus ce qu’on appelle la DFN qui est 

aujourd’hui considérée comme un outil essentiel pour l’étude de la 

dynamique des fluides et le développement de nouveaux aéronefs. 

La DFN réduit considérablement le temps et le coût nécessaires à la 

conception et aux essais de pratiquement tout type d’aéronef. 

Les produits logiciels développés par la NASA sont essentiels pour 

la modélisation des rotors basculants aussi bien pour le mode vol 

stationnaire que pour le mode vol en translation. 

2. Base de données de bruit 

Les pales de rotor génèrent du bruit et des vibrations à l’intérieur et à 

l’extérieur de tous les aéronefs à voilure tournante, y compris ceux à 

rotors basculants. La recherche de la NASA a validé que les niveaux de 

bruit pouvaient être réduits en faisant appel à des conceptions perfectionnées de rotors et à de nouvelles approches de trajectoire de vol. 

3. Structures composites 

La NASA a conclu un premier partenariat avec l’industrie dans les 

années 70 pour conduire des recherches sur la façon de développer 

des matériaux non métalliques de haute résistance pouvant remplacer 

des métaux plus lourds sur les aéronefs. Petit à petit, ces matériaux 

ont remplacé les métaux dans les fuselages et les pales de rotor des 

hélicoptères et sont devenus essentiels pour réduire le poids des 

aéronefs de vol vertical. 

4. Stabilité aéroélastique 

Pendant les décennies de recherche conduite par la NASA sur le 

développement des aéronefs à rotors basculants, la découverte de 

moyens de prévenir la flexion instable du rotor basculant, de ses ailes 

et du mât, a constitué un domaine d’étude majeur. Le résultat étant 

que la NASA a développé un système unique de vérins de commande 

amortissant les mouvements et dissipant l’instabilité du rotor orientable servant d'hélice propulsive. 

5. Rotors orientables servant d'hélice propulsive 

La recherche de la NASA a permis le développement d’une combinaison hélice/rotor fortement vrillée fournissant la poussée nécessaire 

pour une portance verticale ainsi que pour un vol en translation. Les 

pales de cette hélice/rotor ont été finalement construites dans des 

matériaux composites plus résistants, plus légers et plus silencieux. 

6. Système de commande de vol 

La capacité à piloter un aéronef à la fois en mode de vol vertical et en 

mode de vol en translation exigeait un système de commande de vol 

révolutionnaire. La recherche de la NASA a permis le développement 

d’un système combinant et découpant en phases les commandes de 

vol pour les modes de vol aussi bien stationnaires qu'en translation. 

Le système comprend une station de pilotage du rotor basculant avec 

des commandes de tangage, tonneau, lacet et poussée dans tous les 

modes (vol stationnaire, basculement et translation). 

7. Système de commande déterminée de position de 

nacelle 

La recherche de la NASA a permis le développement d’un système 

qui ferait avancer automatiquement les nacelles de rotor basculant en 

les plaçant dans de nouvelles positions à des vitesses modestes pour 

que les pilotes puissent se concentrer sur les commandes de vol principales. Le système de commande déterminée de position de nacelle, 

utilisé aujourd’hui sur le Bell/Augusta 609 rend le pilotage d’aéronefs 

à rotor basculant moins aléatoire pendant les vols et les approches 

d’atterrissage aux instruments. 

8. Système de collecte de données 

Pendant le programme de recherche sur les rotors basculants, la 

NASA a développé un système numérique d’acquisition de données 

pouvant extraire plusieurs flux de données de soufflerie et d'essai en 

vol. Le système a pu résister aux forces d’oscillation générées par 

l’appareil d’essai tout en extrayant et en transmettant avec précision 

des données de pression, de température, de charge, de couple et de 

position. 

9. Essais en soufflerie 

Les souffleries de la NASA étaient et continuent d’être utilisées pour 

tester des maquettes d’aéronefs à rotors basculants et expérimentaux pour : les performances aérodynamiques, la capacité d’effort 

structural, les performances des systèmes mécaniques, électriques ou 

hydrauliques, la stabilité aéroélastique et la réduction du bruit. 

10. Validation de principe des rotors basculants 

Les essais en vol faisant appel à l’aéronef expérimental à rotors 

basculants XV-15 et les simulations conduites par la NASA, l’armée 

américaine et Bell Helicopter, se sont avérés essentiels pour prouver 

la faisabilité et la facilité d'utilisation du concept de rotor basculant 

. Des décennies de recherche sur le programme de rotor basculant 

ont abouti à la production du premier rotor basculant opérationnel 

au monde, le V-22 Osprey, pour les militaires américains ainsi qu’à la 

première application civile, le Bell/Agusta 609.

www.aeronautics.nasa.gov 

NL-2008-12-012-HQ