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Les procédures d'urgence
Autorotation
Pour assurer l'écoulement sur la pale du rotor, le rotor doit toujours être entraîné. Mais que se passe-t-il si l'entraînement - pour quelque raison que ce soit - tombe en panne ?
Comme les pales du rotor en vol avant par le réglage du pas collectif ont un angle d'attaque relativement grand et produisent ainsi une résistance à l'air correspondante, la vitesse du rotor sans entraînement chute rapidement. En conséquence, bien sûr, la flottabilité nécessaire est perdue et l'hélicoptère s'écrase en peu de temps.
Heureusement, cela semble beaucoup plus dramatique que cela ne l'est en réalité. Ce qui est un vol plané dans un avion de surface, c'est l'autorotation d'un hélicoptère. Si l'hélicoptère tombe en panne en cours de vol, le pilote réduit immédiatement le pas collectif des pales et l'hélicoptère commence à descendre. Dans le même temps, en raison de l'angle d'attaque plus faible, la résistance de l'air au niveau des pales du rotor est considérablement réduite.
Comme on peut le voir sur la gauche, le rotor ne passe plus de haut en bas, mais de bas en haut. En raison des conditions aérodynamiques, que nous allons examiner plus en détail, la vitesse du rotor peut être maintenue constante dans cet état.
Afin d'expliquer les processus de l'autorotation, nous ne devons pas considérer le rotor comme un disque comme auparavant, mais examiner les conditions sur chaque pale du rotor. Et pour ce faire, nous examinons d'abord l'état en vol propulsé vers l'avant. Dans le cas d'un profil de vol, la flottabilité agit toujours perpendiculairement à l'écoulement et la résistance de l'air dans le même plan que l'écoulement.
Comme l'écoulement dans un hélicoptère se compose d'une composante horizontale (rotation du rotor) et d'une composante verticale (écoulement de l'air par le haut ou par le bas), nous nous référons à la pale du rotor d'un écoulement relatif. Comme la pale du rotor se déplace vers l'extérieur à une vitesse plus élevée, mais que la composante verticale reste plus ou moins constante, l'écoulement relatif change constamment sur toute la longueur de la pale du rotor. Pour cette raison, le croquis ne s'applique qu'à une petite zone de la pale du rotor. De plus, l'angle d'attaque (angle entre la corde et le flux relatif) change sur la longueur de la pale du rotor et cela diminue l'angle d'attaque vers l'extérieur.
En autorotation, le rotor peut être divisé en trois zones. Par souci de simplicité, nous examinons d'abord l'autorotation verticale, c'est-à-dire que l'hélicoptère est en descente verticale.
Dans l'autorotation verticale, les zones sont réparties symétriquement sur le disque du rotor. Seule la zone d'entraînement est responsable de la rotation du rotor. Au voisinage du centre, la vitesse d'écoulement est si faible que les pales du rotor sont en décrochage. Afin d'expliquer comment ces zones se produisent, nous devons étudier de plus près les conditions aérodynamiques de chaque pale du rotor.
Dans le domaine de l'entraînement, les forces aérodynamiques totales se trouvent devant l'axe de rotation du rotor. Il en résulte une force qui entraîne le rotor.
Si les forces aérodynamiques se situent exactement sur l'axe de rotation, la vitesse de rotation reste constante.
Dans la partie freinage, les forces totales se trouvent derrière l'axe de rotation, ce qui signifie que le rotor est freiné.
Tous les hélicoptères sont conçus pour équilibrer les parties de conduite et de freinage. Cet équilibre doit être assuré depuis la descente verticale jusqu'à une certaine vitesse d'avancement. Certains hélicoptères sont limités à une vitesse avant maximale pendant l'autorotation. Cela s'explique par le fait que la partie motrice se déplace avec l'augmentation de la vitesse (voir ci-dessous). Ce déplacement s'effectue toujours dans la direction de la pale de retour.
Si la vitesse d'avancement est à nouveau augmentée dans cette situation, la gamme de conduite se décale davantage vers la droite, ce qui fait que la partie freinage est finalement plus importante que la conduite et que la vitesse du rotor ne peut donc pas être maintenue constante. En général, une autorotation est toujours effectuée à une certaine vitesse d'avancement. Pour assurer un atterrissage en toute sécurité, cette vitesse doit être réduite autant que possible. Ceci est réalisé par ce que l'on appelle l'arrondi. Juste au-dessus du sol, le pilote relève le nez, ce qui réduit l'enfoncement et diminue la vitesse. Cette décélération permet au rotor d'absorber encore plus d'énergie (la vitesse est augmentée) et l'hélicoptère peut effectuer un atterrissage presque normal. Cela semble très simple, mais c'est une manoeuvre exigeante pour le pilote.
Vortex
Pendant le vol stationnaire stable, comme déjà décrit, l'air est accéléré de haut en bas par le rotor. Le flux d'air n'est pas constant sur toute la longueur de la pale du rotor.
La condition de tourbillon ou d'anneau tourbillonnaire se produit dans un hélicoptère lorsqu'il est en vol stationnaire ou en vol lent vers l'avant, avec un taux de descente élevé. Le taux de descente doit être supérieur à 2,5 m/s et la vitesse d'avancement inférieure à la zone dite de transition. En outre, le rotor doit être entraîné par l'entraînement. Ces conditions sont données en particulier lors d'une approche d'atterrissage en pente raide avec vent arrière.
La vitesse d'enfoncement crée un flux d'air qui s'oppose au courant descendant.
Par conséquent, l'air est accéléré de haut en bas dans la zone intérieure de l'avion du rotor, mais par le flux d'air du bas immédiatement transporté vers le haut.
L'air est à nouveau aspiré par le haut et crée ainsi un système autonome, l'état vortex ou anneau vortex. Dans cet état, l'hélicoptère commence à s'enfoncer encore plus, même si la puissance est augmentée. L'hélicoptère est toujours contrôlable, mais il y a de fortes vibrations.
Le Vortex peut essentiellement se terminer de deux façons : La première possibilité est de passer au vol vers l'avant, puisque le Downwash est dérivé du vol vers l'arrière, ce qui permet d'alimenter le rotor en "air neuf" par le haut. Cette variante doit être utilisée lorsque le vortex se produit près du sol, par exemple lors d'une approche à l'atterrissage. Comme deuxième possibilité, vous pouvez passer en Autorotation, où le flux d'air est absent de haut en bas et le rotor n'est traversé que de bas en haut (comme dans une Autorotation normale). Dans tous les cas, le pilote doit réagir très rapidement lorsque le tourbillon se produit, car l'énorme vitesse de descente peut signifier que l'altitude est trop basse pour arrêter le tourbillon.
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