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Lycée Jean Taris
Forces aérodynamiques
Forces aérodynamiques
Telles les ailes d'un avion Page : 7-Forces aérodynamiques, les pales d'un hélicoptère créent une force de portance perpendiculaire au plan du rotor.
Ce plan rotor est inclinable par différentes commandes Page : ATA 67 CDV Hélico
Cette inclinaison permet à l'hélicoptère de se déplacer dans tous les sens.
Problème 1 : Variation de portance et de trainée le long de la pale
Problème 1 : Variation de portance et de trainée le long de la pale
La vitesse n'est pas la même tout au long de la pale : En effet plus on s'éloigne du centre du rotor plus l'élément de pale à de chemin à parcourir et donc plus il vas vite
Ce qui nous permet de comprendre par les formules de portance et de trainée que la portance et la trainée sont de plus en plus importante en s'éloignant du centre du rotor.
Solution 1 : Vrillage de la pale
Solution 1 : Vrillage de la pale
Afin de réquilibrer ces dissymetries, les pales sont vrillées. Le CZ et Le Cx diminueront au fur et a mesure que la vitesse augmentera.
Probleme 2 : le moment de flexion
Probleme 2 : le moment de flexion
La pale, soumise à la portance ( beaucoup plus forte que son propre poids ) crée une force qui tend à la faire flechir vers le haut. Cette flexion engendre de très fortes contraintes au pied de pale.
Solution 2 : l'articulation de battement
Solution 2 : l'articulation de battement
Pour annuler cette contrainte, la pale est articulée dans le plan vertical : c'est l'articulation de battement
Problème 3 : la dissymétrie latérale de portance
Problème 3 : la dissymétrie latérale de portance
Tant que l'hélicoptère est en vol stationnaire aucun soucis.
Par contre des que l'hélicoptère vas se déplacer, cette vitesse de déplacement vas s'additionner ou se retrancher à la vitesse de rotation des pales.
Toute la zone de pale avançante aura plus de vitesse ( donc plus de portance ) que la zone de pale reculante. L'hélicoptère sera déséquilibré en roulis. Le pilotage est impossible.
Solution 3 partie 1 : La variation cyclique automatique de pas
Solution 3 partie 1 : La variation cyclique automatique de pas
Comme nous l'avons vu précédemment la pale possède une articulation de battement.
Cette articulation va permette a la pale :
En zone de pale avançante, de monter lorsque elle a plus de vitesse et donc plus de portance
En zone de pale reculante, de descendre lorsque a moins de vitesse et donc moins de portance.
Ce mouvement de battement va automatiquement augmenter ou diminuer l'incidence et donc rééquilibrer la portance sur toutes les pales.
Solution 3 partie 2 : la liaison K
Solution 3 partie 2 : la liaison K
Pour rendre le battement encore plus efficace et contrer la dissymétrie de portance la pale est reliée par une liaison appelée liaison K à l'articulation de changement de pas.
Lorsque le pale monte cela va diminuer automatiquement le pas
Lorsque la pale descend cela vas augmenter automatiquement le pas.
Problème 4 : les forces de Coriolis
Problème 4 : les forces de Coriolis
Le mouvement de battement des pales, engendre un problème : En effet les pales qui montent décrivent un cercle de rayon inferieur a celles qui sont en bas.
Ceci engendre des accélérations ou ralentissement des pales.
Pensez au patineur à glace qui accélère lorsqu'il rapproche ses bras ( donc diminue son cercle ) et ralenti lorsqu'il les écartes.
Cette différence de vitesse va engendrer des efforts sur l'axe horizontal des pieds de pales.
Solution 4 : l'articulation de trainée
Solution 4 : l'articulation de trainée
Une articulation de trainée supprimera les efforts et laissera la pale adopter ces brefs changement de vitesse dues aux forces de coriolis.
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