Rotor d'helico au neutre

[jecario]

Bonjour a tous !

Question simple :

Pourquoi le rotor d'un helicoptere au sol est il toujours penche en avant (inclinaison de quelques degres) lorsque les commandes sont au neutre ?




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[cedbont]

Bonjour,
je dirais que c'est pour privilégier l'aérodynamique : en vol en palier, en ligne droite, pour vaincre les frottements, le rotor principal doit être dirigé vers l'avant pour incliner la résultante des forces de portance vers l'avant. Cependant, il y a deux solutions : soit tu inclines tout l'hélicoptère et alors les frottements de l'air sur le carènage sont très importants, soit tu inclines, dès la construction, l'axe du rotor par rapport au châssis d'où une résultante vers l'avant et un carènage à peu près horizontal, donc moins de frottements !

[Rann]

Bonjour

Je crois que c'est tout simplement pour le confort en vitesse de croisière

[jecario]

Merci pour ces pistes !

Une autre question vient alors :

pourquoi avoir choisi une position neutre correspondant à une vitesse non nulle (vitesse de croisière ?) ?
Les constructeurs auraient aussi pu prendre en considération le vol stationnaire...

Rann, comme le pilote n'est pas censé lâcher le manche, le confort est il vraiment un argument déterminant ? Surtout que l'avènement des pilotes automatiques n'a rien changé à l'affaire !

[A voir en vidéo sur Futura]

[cedbont]

Et bien un hélicoptère ne pas conçu en premier pour faire du stationnaire : c'est un moyen de transport !
Quant au confort, sur n'importe quel appareil de cette sorte, il existe des "trims" (je ne connais pas le terme exact) qui permettent en mettant les commandes au neutre d'appliquer un effort pour piquer, cabrer, etc.

[Rann]

Le rotor est une hélice pour ce qui est de la vitesse verticale. Pour le déplacement, ils se comporte comme une aile, dans le premier cas il s'agit de la commande de pas général, dans le second c'est le manche ou pas cyclique.
Lorsque tu décolles la plupart du temps, tu te mets en stationnaire pour des controles etc etc... il te faut dans ce cas un légère pression sur le cyclique et vers l'arriere pour compenser l'inclinaison du rotor.
Tu vas prendre de la vitesse "vol horizontal" en poussant légèrement le cyclique vers l'avant et en même temps en augmentant l'incidence des pales commande de pas général. Tu devras mettre du pied à droite ou à gauche suivant la machine pour compenser l'effet de couple.
Le disque rotor s'incline vers l'avant. Le rotor principal étant perpendiculaire au mat rotor l'habitacle va s'incliner d'autant que tu accélères.
En vitesse de croisière, tu te trouveras donc avec un assiette de l'appareil confortable pour le pilote et ses passagers. Il y aura peu d'effort sur le "trim"
Donc lorsque je parle de confort c'est de l'inclinaison de l'habitacle dont je veux parler, imagine une croisière avec une cabine ayant une assiette de 30%.
Pour le stationnaire, le confort est plus aléatoire, car plus la machine est immobile, plus le pilote travaille

[invite084c752c]

Merci pour ces pistes !

Une autre question vient alors :

pourquoi avoir choisi une position neutre correspondant à une vitesse non nulle (vitesse de croisière ?) ?
Les constructeurs auraient aussi pu prendre en considération le vol stationnaire...

Rann, comme le pilote n'est pas censé lâcher le manche, le confort est il vraiment un argument déterminant ? Surtout que l'avènement des pilotes automatiques n'a rien changé à l'affaire !

Permet moi de te répondre!

Je suis pilote avion, donc je ne sais pas exactement comment cela se passe pour un hélico, mais je le sais pour un avion.

Les paramètres sont tous calculés pour le vol en croisière: manche au neutre, la profondeur sur un avion est souvent légèrement "désaxée", itoo pour les ailerons et la dérive (si c'est un zinc à hélice pour la dérive). Le but est d'obtenir un vol en palier à la vitesse de croisière dans les conditions idéales. Bien évidemment, l'avion sort souvent de ce vol "idéal". Alors comment qu'on fait? On trime. Le compensateur (trim en anglais) est une petite surface au bout de la profondeur, de la dérive et des ailerons que le pilote règle et qui te permet, dans des conditions de vol précises et si c'est bien réglé de lacher le manche, et l'avion continue tout seul comme un grand sur sa trajectoire initiale (s'il n'y a pas trop de perturbations).

Et c'est trèèèès important. Il est TRES désagréable pour un pilote d'avoir à exercer une pression constante sur le manche pour maintenir son vol. C'est désagréable et cela nuit grandement à la précision du vol.
Un pilote s'arrange donc tout le temps et dans toutes les phases du vol pour trimer son avion, afin que celui ci garde tout seul la trajectoire souhaitée. Le pilote n'a qu'à effectuer les corrections nécessaires (un thermique, une déguelante vont modifier la trajectoire de l'avion).

Pour finir, oui, le pilote automatique permet, en croisière de lacher le manche, mais lors des phases de décollage, d'atterissage et de manoeuvres, le PA est sur OFF, donc il faut voler manuellement, et c'est là que le trime prend toute son importance.

Je suppose qu'il existe un équivalent sur les hélicos.

[Rann]

Je suppose qu'il existe un équivalent sur les hélicos.

Oui , en effet il existe la même chose, mais son action n'est pas aérodynamique.
Sur les dernières machines pilotées, il s'agissait d'un gyroscope plus ou moins calé sur le plan de rotation du rotor et ce "trim" ne pouvait agir au plus que quelques minutes

[Rann]

Le temps d 'un petit roupillon

[jecario]

Merci Cougar_127 pour ton explication sur les avions !

Sur les dernières machines pilotées

Elles ne sont plus pilotees maintenant ? Mais ou allons nous ?

Merci aussi Rann, pour l'explication du cofort en helico. Va decidement falloir que je me fasse un bapteme de l'air dans un de ces engins

Qu'entends tu par

Pour le stationnaire, le confort est plus aléatoire, car plus la machine est immobile, plus le pilote travaille

Est ce simplement qu'il est plus difficile de maintenir le stationnaire ? Voire plus sportif ?

[invite084c752c]

Le stationnaire c'est difficile car la moindre perturbation (vent, montée d'air chaud etc) oblige le pilote à changer ses paramètres et à s'adapter. Un vol stationnaire parfait n'existe pas, il y a toujours des micros variations, et le pilote passe son temps à les corriger.

Je ne sais pas si tu as déjà vu un vol de patrouille d'avions. On a l'impression qu'ils sont fixes les uns par rapport aux autres, mais l'ailier passe son temps à faire des variations qui, depuis le sol ne sont pas visibles, mais je t'assure que dans le cockpit, tu travailles sec! (et quand tu ressors, t'es lessivé...)

[Rann]

Elles ne sont plus pilotees maintenant ? Mais ou allons nous ?

Pour ce qui me concerne

Qu'entends tu par
Est ce simplement qu'il est plus difficile de maintenir le stationnaire ? Voire plus sportif ?

Oui, c'est plus difficile de tenir le stationnaire.

C'est l'apprentissage le plus laborieux pour un pilote d'hélico professionnel mais une fois acquis il n'y a plus de problème.

Chaques actions sur une commande de l'hélicoptère engendrent deux effets secondaires à corriger immédiatement. Pendant une opération délicate il ne faut evidemment pas surcontroler (ce que font les débutants, dans ce cas, il y a déplacement, je corrige le mvt en provoquant le mouvement inverse). Il faut donc anticiper les corrections et cela demande, habitude et dextérité.
L'avion, sans minimiser son pilotage qui demande beaucoup de qualités, l'avion est auto-stable, tu laches les commandes et la machine revient vers un vol stable dans la plupart des configurations -comme un pendule-.
Alors que l'hélico en stationnaire, c'est comme si tu inversais le pendule en essayant de le maintenir en équilibre sur le bout de ton doigts.

Je pense que ces posts n'ont plus rien à faire en physique, il s'agit d'une autre rubrique.

[jecario]

Je ne sais pas si tu as déjà vu un vol de patrouille d'avions. On a l'impression qu'ils sont fixes les uns par rapport aux autres, mais l'ailier passe son temps à faire des variations qui, depuis le sol ne sont pas visibles, mais je t'assure que dans le cockpit, tu travailles sec! (et quand tu ressors, t'es lessivé...)

Ca parait facile pour les spectateurs au sol, mais les videos filmees d'avion sont impressionnantes...

Chaques actions sur une commande de l'hélicoptère engendrent deux effets secondaires à corriger immédiatement.

Ah ? Quels sont ils ? Tu attises ma curiosite sans y repondre

L'avion, sans minimiser son pilotage qui demande beaucoup de qualités, l'avion est auto-stable, tu laches les commandes et la machine revient vers un vol stable dans la plupart des configurations -comme un pendule-.

C'est le principe d'une fleche empennee, je crois ?

Alors que l'hélico en stationnaire, c'est comme si tu inversais le pendule en essayant de le maintenir en équilibre sur le bout de ton doigts.

Pourtant, on a plutot tendance a imaginer un systeme assez stable, une masse portee par une surface portante... Peut etre y a t il des effets gyroscopiques de la part du rotor principal et de l'AC ?

Je pense que ces posts n'ont plus rien à faire en physique, il s'agit d'une autre rubrique.

Euh... Je ne vois pas de rubrique plus accueillante...

[Rann]

Je vais essayer de répondre de façon succincte, certaines questions dépassent mes compétences.

C'est le principe d'une fleche empennee, je crois ?

Pour une avion oui c'est exact, pour ce qui concerne le lacet et le tangage pour la comparaison avec la flêche. Le lacet est stabilisé par la dérive et le tangage par le plan fixe mais il existe un autre axe qu'il n'y a pas sur une flêche c'est le roulis et celui ci est stabilisé par un plus ou moins important angle de dièdre. C'est l'angle que forme la voilure avec l'horizontale.

Pourtant, on a plutot tendance a imaginer un systeme assez stable, une masse portee par une surface portante... Peut etre y a t il des effets gyroscopiques de la part du rotor principal et de l'AC ?

Le système est stable heureusement mais pas pour les raisons que tu évoques
L'effet gyroscopique et plus un problème d'instabilité que le contraire à cause de la précession gyroscopique. Si tu appuies verticalement sur le bord extérieur d'une toupie, sans entrer dans les détails, elle s'inclinera avec un décallage de 90% dans le sens de rotation, c'est la même chose pour le rotor.Cet effet est compensé par un décalage des commandes de 90%. Ensuite on a tendance à croire que la résultante des forces sur une voilure tournante s'applique dans l'axe du rotor, c'est faux elle s'applique au "foyer" Grosso modo ,il y a un centre d'inertie souvent confondu avec le centre de gravité. Il y a donc un moment de force entre ces deux points du rotor. On l'appelle "moment de controle" conséquence les hélicoptères dits sensibles, plus difficile a "tenir" pour les débutants sont des machines à forts moments de controle.
Le centrage influence aussi ce "moment de controle"

Ah ? Quels sont ils ? Tu attises ma curiosite sans y repondre

Et bien, lorsque tu agis sur le pas cyclique qui controle à l'aide du manche le roulis et le tangage (en modifiant cycliquement le pas des pales) tu vas basculer la machine, admettons vers l'avant, elle va vouloir descendre, il te faudra agir aussitôt sur le levier de pas collectif qui augmentera l'angle d'incidence de toutes les pales et donc ta portance, cela occasionnera une augmentation de la trainée et donc un mouvement induit de l'habitacle sur l'axe de lacet qu'il te faudra controler avec les palonniers.
En stationnaire, il s'agit de controler tt cela en permanence mais l'habitude aidant cela devient un reflexe

[jecario]

Merci, Rann, pour ces details.

Mais bon, est ce que tu n'exageres pas un peu en parlant de pendule pose sur le bout du doigt ?

Vu tes posts, je suppose que tu pilotes, alors...

[invite084c752c]

Effectivement, le pilotage d'un avion est plus facile que celui d'un hélico (m'enfin, tu fais pas un tonneau bariqué avec un hélico, na na na nanèèèèèèèreeee ).
Il est vrai qu'un avion de tourisme ou commercial est stable.

Sur le DR400 (petit avion léger), tu le mets avec une assiète de 10°, incliné 35°, et tu attends. S'il était bien compensé, il se remet tout seul dans l'axe (pas exactement dans l'axe, soyons clair, mais il revient vers une position stable). Avec un cap 10 (avion de voltige) c'est moins vrai...

Un point important pour la stabilité d'un avion, c'est la position du centre de gravité par rapport au point d'application des forces aérodynamiques.

D'autre part, un avion de combat est très instable par nature, et devient très difficile à piloter. Le principe de la fleche empenée, je ne sais pas ce que c'est, mais ce n'est pas parce que tu as un empenage que ton avion est stable. La forme des ailes, le dièdre, la flèche, la position du centre de gravité, tous ces éléments vont déterminer la stabilité ou pas de l'avion.

Un planeur est aussi beaucoup plus délicat à piloter. Le soucis dans ce cas et qu'un planeur déclenche facilement (il part en vrille si on ne fait pas attention).

Voli vola volou.

A oui, dernier point:

Chaques actions sur une commande de l'hélicoptère engendrent deux effets secondaires à corriger immédiatement.

Itoo pareil sur un avion: mettre les gaz engendre une rotation de l'avion autour de l'axe de l'hélice+un vol dyssimétrique (si on a une hélice).
Mettre du manche d'un coté inclue un lacet opposé (lacet inverse) ce phénomène est due à la trainée différencielle induite par la levée et la baissée des ailerons).

Mais je confirme qu'un avion est plus facile à piloter qu'un hélico (et puis surtout, si ton moulin rend l'ame, tu peux encore te poser, en hélico, c'est carrement plus délicat...)

[Rann]

Mais bon, est ce que tu n'exageres pas un peu en parlant de pendule pose sur le bout du doigt ?

c'est une analogie de principe. Elle est un peu exagérée.

Itoo pareil sur un avion: mettre les gaz engendre une rotation de l'avion autour de l'axe de l'hélice+un vol dyssimétrique (si on a une hélice).
Mettre du manche d'un coté inclue un lacet opposé (lacet inverse) ce phénomène est due à la trainée différencielle induite par la levée et la baissée des ailerons).

Et un roulis induit dû à la difference de vitesse entre l'aile exterieure et interieure occasionnée par ce mouvement de lacet inverse
Sur les avions de la seconde guerre, plus particulièrement sur le F4U Corsair on ne pouvait pas remettre plein gaz pour un touch and go au risque de toucher une aile par terre, à cause de poids de l'hélice quadripale Hamilton de 4m et des 2300CV du moteur Pratt et Whitney, il y a eu, parait il des accidents à cause de cet effet de rotation autour de l'axe de l'hélice.

Mais je confirme qu'un avion est plus facile à piloter qu'un hélico (et puis surtout, si ton moulin rend l'ame, tu peux encore te poser, en hélico, c'est carrement plus délicat...)

Salut Cougar... je ne dirais pas et je ne dis pas qu'un avion ou un hélico et plus facile à piloter, je dis simplement qu'à la base un hélico est moins stable. Tu connais le proverbe, il n'y a pas de bons pilotes il n'y a que de vieux pilotes.
Ah, oui la procédure de poser sans moteur, pour un avion ou un hélico, est la même, tu n'as droit qu'à un essai.
Je dirais pour avoir fait l'expérience des deux et plusieurs fois, que c'est plus facile en hélico.
En effet la finesse étant de 3 environ, il faut beaucoup moins de place pour poser un hélico qu'un avion.Il y a plus de zone d'atterissage possible, un jardin suffit, pas un potager bien sur.

[invite084c752c]

Salut Cougar... je ne dirais pas et je ne dis pas qu'un avion ou un hélico et plus facile à piloter, je dis simplement qu'à la base un hélico est moins stable. Tu connais le proverbe, il n'y a pas de bons pilotes il n'y a que de vieux pilotes.
Ah, oui la procédure de poser sans moteur, pour un avion ou un hélico, est la même, tu n'as droit qu'à un essai.
Je dirais pour avoir fait l'expérience des deux et plusieurs fois, que c'est plus facile en hélico.
En effet la finesse étant de 3 environ, il faut beaucoup moins de place pour poser un hélico qu'un avion.Il y a plus de zone d'atterissage possible, un jardin suffit, pas un potager bien sur.

salut!

Ben je suis surpris par ta remarque!
La finesse d'un avion te permet de rejoindre le champ que tu veux. Disons qu'en volant, il faut toujours faire attention à avoir un champ à portée.
Par contre, je ne savais pas qu'il fallait de si petites distances pour poser un hélico en plané.
Merci pour ton info!

Tu connais le proverbe, il n'y a pas de bons pilotes il n'y a que de vieux pilotes.

Je connais aussi celui là posez, pas cassé!

[jecario]

(m'enfin, tu fais pas un tonneau bariqué avec un hélico, na na na nanèèèèèèèreeee ).

Bof, j'ai deja vu des videos d'helicos faire des tonneaux... peut etre pas barriques, mais c'etait bien des tonneaux

Un point important pour la stabilité d'un avion, c'est la position du centre de gravité par rapport au point d'application des forces aérodynamiques.

C'est meme le seul point a considerer, non ? Celui qui definit la stabilite...

D'autre part, un avion de combat est très instable par nature, et devient très difficile à piloter.

Ca depend lesquels. Ce n'est qu'avec les dernieres generations de chasseurs qu'on a place le foyer devant le centre de gravite !

Le principe de la fleche empenée, je ne sais pas ce que c'est, mais ce n'est pas parce que tu as un empenage que ton avion est stable.

Les cow-boys et les indiens

Mais je confirme qu'un avion est plus facile à piloter qu'un hélico (et puis surtout, si ton moulin rend l'ame, tu peux encore te poser, en hélico, c'est carrement plus délicat...)

Quoique... on a trouve l'autorotation !

Ben je suis surpris par ta remarque!
La finesse d'un avion te permet de rejoindre le champ que tu veux. Disons qu'en volant, il faut toujours faire attention à avoir un champ à portée.
Par contre, je ne savais pas qu'il fallait de si petites distances pour poser un hélico en plané.

La difference entre l'helico et l'avion, c'est que l'avion suit une trajectoire essentiellement horizontale alors que l'helico est optimise, a la base, pour le vertical.
Un avion, comme un helico, n'auront droit en effet qu'a un seul essai de poser d'urgence.
La difference reside dans le fait que l'avion, s'il a a disposition une piste de longueur infinie, devra simplement s'aligner avec la piste.
L'helico en autorotation, lui, n'aura que quelques metres de marge par rapport a l'altitude ou il remet plein pas. En revanche, il n'a besoin que de quelques metres (peut etre un peu exagere : qlq dizaines de m2...) pour se poser, puisque sa vitesse ne contient qu'une faible composante horizontale.

[invite084c752c]

Bof, j'ai deja vu des videos d'helicos faire des tonneaux... peut etre pas barriques, mais c'etait bien des tonneaux

Oui, mais t'as jamais vu un hélico passer le mur du son (là, j'ai gagné, c'est imparable! )

Ca depend lesquels. Ce n'est qu'avec les dernieres generations de chasseurs qu'on a place le foyer devant le centre de gravite !

Oui, parce que sans une aide électronique, c'est impilotable. Quand je dis instable, c'est juste qu'on rapproche les deux centres.

Un avion, comme un helico, n'auront droit en effet qu'a un seul essai de poser d'urgence.
La difference reside dans le fait que l'avion, s'il a a disposition une piste de longueur infinie, devra simplement s'aligner avec la piste.

J'aime beaucoup le simplement. J'ai déjà eu à me poser dans un champ, moteur en panne, et s'aligner devient très... stressant C'était un petit avion, dans un champ meuble (le train a pris très cher), il s'est posé en 200m. (oui, rien à voir avec un hélico).

On apprend pleins de trucs!

[Rann]

salut!
Ben je suis surpris par ta remarque!

Pour ce qui me concerne donc!

Je connais aussi celui là posez, pas cassé!

Pas toujours Cougar, pas toujours!

Oui, mais t'as jamais vu un hélico passer le mur du son (là, j'ai gagné, c'est imparable! )

Juste pour le jeu; En hélico, je peux freiner et éventuellement m'arrêter devant un obstacle tout en restant en vol Tu vois, il y a des avantages et des inconvénients propres à chaques machines.

[Rann]

Quelques mots sur la stabilité d'un appareil.
Elle dépend comme vous le dîtes du foyer et du centre de gravité.
Pour être plus précis elle dépend des valeurs avant et arrière du centrage déplaçant d'autant le centre de gravité par rapport au foyer.

Avion de tourisme, commercial et de chasse ayant des missions différentes, il va de soit que ces valeurs sont fondamentalement différentes.

On priviligiera sur l'un ce qu'on proscrit sur l'autre.
Ainsi un avion de ligne aura plus de marge qu'un chasseur au dépend de la magnabilité ou de la stabilité.
Le poids du pilote de chasse pouvant influencer la maniabilité de son appareil.
j'exagère un peu , mais c'est le principe.