Hélicoptères explicatif |
Un peu d'histoire |
Leonard De Vinci est-il l'inventeur de l'hélicoptère ? |
On peut difficilement considérer qu'il soit l'inventeur de l'hélicoptère. Certainement l'initiateur de l'idée du vol vertical. A l'époque la nature même des matériaux (résistance, poids), la connaissance et la maîtrise de l'aérodynamique et les forces motrices disponibles (musculaires) en faisaient un engin condamné à rester cloué au sol. Cependant comme pour l'ensemble de ses dessins techniques (char, escaliers, engrenages, mitrailleuse) il fut un grand visionnaire, et son schéma sur la "vis aérienne" de 1487, pose les grands principes (théoriques) du vol vertical.
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Qui en est le véritable inventeur ? |
Il n'existe pas, a proprement parler d'un inventeur mais plutôt d'un nombre important d'ingénieurs, de techniciens, de pilotes d'essais et d'inventeurs qui tous à leur manière et à un moment donné, ont participé à sa conception.
On retiendra quand même, qu'en 1784, LAUNOY et BIENVENUE ont présenté à l'Académie des Sciences une maquette, plus exactement un jouet, capable de s'élever dans les airs par ses propres moyens. Puis en 1863, PONTON D'AMÉCOURT dans une brochure qu'il édita, fit une étonnante description des phénomènes aérodynamiques et de la mécanique de vol de ce qu'il allait appeler un « Hélicoptère ». La même année il réalisa une maquette d'hélicoptère à rotors coaxiaux, motorisée par un moteur à vapeur en aluminium. La puissance disponible étant trop faible le modèle ne décolla jamais.
Plus tard l'Italien FORLANINI (1877) fit décoller un modèle d'hélicoptère avec un moteur à vapeur. En 1887 le Français TROUVE construisit un modèle mû par un moteur électrique qui vola avec succès.
Les progrès réalisés au début du 20e siècle sur les moteurs et les matériaux permirent de passer des maquettes volantes aux modèles susceptibles d'emporter leur pilote. Le 13 novembre 1907, le Français Paul CORNU fut, selon ses récits, le premier a faire décoller un aéronef bi-rotor pendant quelques secondes. Pour beaucoup d'historiens ce « saut de puce », très conteste, marqua le début de la grande aventure de l'hélicoptère.
Enfin, en 1924, Etienne OEHMICHEN, réalisa le premier vol en circuit ferme (un kilomètre en 7 minutes et 40 secondes). Ensuite les progrès furent très rapides. En 1936, le Focke-Wulf Fw 61, concrétisa l'ensemble des progrès, en démontrant sa capacité a emporter des charges et a voyager sur de longue distance. Enfin l'hélicoptère n'était plus un rêve mais une realite.
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Est-ce que la France a joue un rôle important dans son développement ? |
Oui, a la fois dans sa conception, grâce a P.CORNU, E. OEHMICHEN, L.BREGUET, R.DORAND puis beaucoup plus tard après la fin de la Deuxième Guerre Mondiale, dans sa phase de développement avec Sud-Aviation et CANTINIAU. Enfin dans son industrialisation avec l'Aerospatiale et les nombreux programmes réalisés en collaboration avec la Grande-Bretagne (hélicoptères : Gazelle, Puma, Lynx), les États-Unis (rotor du Super-frelon) et l'Allemagne (rotor rigide). Dans le domaine des motorisations a turbine, Sud-Aviation fut le premier fabricant d'hélicoptères a intégrer sur une machine de série (Alouette 2 - 1er vol le 12 mars 1955) un turbomoteur (Turbomeca Artouste). Alors que la Grande-Bretagne, pourtant leader mondial après guerre dans la fabrication des turbomoteurs abandonna tous ces programmes en cours (choix politique) au profit d'un système de propulsion des rotors par jets d'air comprime en bout des pales. Les États-Unis furent, cependant, la première puissance aéronautique a installer une turbine sur un prototype (Turbine Boeing XT50 sur un hélicoptère kaman K-225 en 1951 ). Mais Boeing arrêta rapidement (1952) le développement du XT50. La même année les Américains se portèrent acquéreur des licences de fabrication des turbines françaises Artouste. Ainsi a partir de 1954 les turbines installées sur la majorité des hélicoptères étaient d'inspiration, de conception ou de fabrication francaise.
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Quelles est la machine qui a rendu l'hélicoptère populaire ? |
Le Bell 47 fait partie des machines qui par l'intermédiaire des séries télévisées (Skippy, MASH,..) ou par sa participation aux conflits armes (Vietnam, Algérie), ont contribuées a rendre populaire l'hélicoptère. La médiatisation de la guerre du Vietnam a aussi rendu très populaire le Bell Huey. Sa forme et le bruit caractéristique de son rotor, alimentent la mémoire collective (cf. "Apocalypse Now" de Francis Ford COPPOLA).
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Quel est le premier hélicoptère produit en série ? |
Le Flettner F1 282 en 1942 fut le premier hélicoptère produit en petite série (30 prototypes et 15 appareils de série) pour la Marine allemande et utilise entre 1943 et 1944 sur les croiseurs et les navires marchands pour des missions de reconnaissance et de repérage des sous-marins. Les bombardements allies arrêtèrent net la production des 1000 autres appareils commandes a la firme BMW. La reddition du III Reich mis fin a toutes les études et les projets concernant les hélicoptères en Allemagne. La maîtrise technologique de l'Allemagne Nazie était telle que les appareils captures par les allies furent convoyés en Angleterre et aux États-Unis pour démontage et expertise.
De l'autre côte de l'Atlantique, le Sikorsky R4B Hoverfly (1943) fut quant a lui, la première machine produite en "grande" série, soit un peu plus d'une centaine d'exemplaires et utilisée opérationnellement par l'US Army Air Service Corp, les Coast Guard (a partir du 7 juillet 1943), la Royal Air Force et le Fleet Air Arm (Royal Navy).
Par contre le Bell 47 (1945) fut le premier a recevoir un certificat de type (8 mars 1946) lui permettant d'être exploite civilement. La Bell Aircraft Corporation fut ainsi la première société, a produire une machine (le Bell 47) en grande série, soit plus de 6 000 exemplaires entre 1946 et 1976. La politique commerciale et les moyens de production mis en place par la direction de Bell étaient très proches des standards de l'industrie automobile de l'epoque.
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Les principes de vol |
Qu'est-ce qu'un hélicoptère ? |
C'est un aéronef qui utilise son ou ses rotors pour assurer sa sustentation et sa propulsion. En quelque sorte le rotor principal "remplace" l'aile et l'hélice (réacteur) d'un avion. C'est cette configuration qui lui permet de rester immobile au-dessus d'un point ou de manœuvrer dans tous les sens
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A quoi sert l'hélice située a l'arrière de l'hélicoptère ? |
Elle permet principalement d'éviter que l'hélicoptère tourne autour de l'axe de son rotor lorsqu'il est en vol. Plus précisément elle contre le couple généré par le moteur et le rotor principal, l'un entraînant l'autre. Pour bien comprendre ce phénomène il suffit de penser a la force qu'il est nécessaire de déployer pour empêcher une perceuse de tourner sur elle-même pendant le perçage d'un trou ou le vissage d'une vis. Grâce a cette fonction principale d'anticouple, il est aussi possible d'assurer un contrôle sur l'axe de lacet (gouvernail d'un bateau ou dérive d'un avion). En effet si la force appliquée par le rotor anti-couple est supérieure ou inférieure au couple du rotor principal le fuselage tournera dans un sens ou dans l'autre. Si les forces sont égales il n'y aura pas de rotation du fuselage. Le but, pour un pilote, est de maintenir en permanence cet équilibre pour éviter de tourner en "rond" ou de créer un déséquilibre pour provoquer la rotation du fuselage puis une fois la machine orientée dans la direction voulue, rétablir l'équilibre des forces pour stopper le mouvement.
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Que se passe t-il lorsque le moteur tombe en panne ? |
Pas de panique ! Le rotor principal continue, sous certaines conditions, de tourner. Il le fait librement grâce a un système de "roue libre" qui debraye automatiquement le moteur. C'est le vent relatif qui fait tourner le rotor (un peu comme un moulin a vent) et permet ainsi au pilote de procéder aux manœuvres nécessaires pour se poser rapidement. Cette procédure s'appelle l'autorotation et les pilotes (prives ou professionnels) s'y entraînent regulierement.
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Est-ce que le"réacteur" apporte une poussee supplémentaire lors du vol ? |
A proprement parler, non. En fait, il s'agit plus exactement d'une turbine et non d'un réacteur. Ce type de moteur génère un flux de gaz très chaud mais pas suffisamment puissant pour assurer la propulsion. On considère plutôt cette poussee comme résiduelle. L'ordre de grandeur est de 80 kg pour une Alouette 2 (turbine de 530 ch. pour un poids a vide de 895 kg) a quelques centaines de kg pour un Puma ( puissance totale de 2 680 ch. pour 3 900 kg a vide). Le plus souvent les constructeurs font en sorte que la sortie de turbine (tuyère) evacue les gaz chauds vers le haut et/ou légèrement sur le cote. Parfois ce flux de gaz chaud est considère comme parasite. Par les militaires car la signature infrarouge des gaz chauds rend l'hélicoptère vulnérable aux missiles qui utilisent ce mode de guidage (SAM 7) et par tous les autres utilisateurs, lors de la "corvée" de nettoyage de la partie arrière de l'hélicoptère :-).
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Le pilotage |
Est-ce que le pilotage d'un hélicoptère est difficile ? |
Non, pas plus que tout autre aéronef. Il exige un peu plus de concentration dans toutes les phases du vol car il est nécessaire d'agir en (quasi) permanence et simultanément sur toutes les commandes pour le piloter. De plus, l'ensemble des forces (essentiellement gyroscopique) appliquees au rotor principal provoque un delai dans la reponse aux commandes. Le pilote doit alors anticiper son action aux commandes pour contrer le mouvement de l'appareil. Avec la pratique un pilote est capable d'anticiper sur les reactions de la machine en appliquant le bon geste (sens et amplitude) au bon moment. Parfois, on peut être surpris de voir l'hélicoptère parfaitement immobile au-dessus du sol, alors que le pilote fait de la "mayonnaise" avec les commandes. Cependant il n'est pas rare de voir des élèves capables d'exécuter, sans l'assistance de leur moniteur, des phases simples du vol au bout de 10 a 15 heures de formation. Au fur et à mesure de la formation certaines actions demanderont de moins en moins de réflexion. Ainsi l'élève sera surpris de se voir exécuter presque automatiquement une action sur les commandes tout en pensant à autre chose, par exemple communiquer avec la tour de contrôle pendant un vol stationnaire. Comme tous les processus d'apprentissage les éléments se mettent en place progressivement si l'élève fait preuve de rigueur dans l'application et le respect des procédures.
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Pourquoi le pilote est-il souvent assis du cote droit et non du cote gauche comme dans les avions ? |
Les deux raisons le plus souvent évoquées sont les suivantes :
- La seule main qui peut être disponible pendant le vol stabilisé en translation est la main gauche, celle qui tient la commande pour monter ou descendre (le collectif). Être assis à la droite de la console centrale permet donc de régler les instruments de navigation ou la radio avec la main gauche.
- Sur des hélicoptères légers, comme le Robinson R22, cela permet de réduire un problème d'inclinaison du fuselage qui, sous l'effet du souffle produit par l'helice anti-couple et du sens de rotation du rotor principal, tend a basculer sur le côte oppose (gauche).
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A quoi servent les principales commandes ? |
Elles sont au nombre de trois. Chaque action sur une commande genere une reaction qu'il faut corriger avec l'une des deux autres ou les deux a la fois.
- Le cyclique : Cette commande permet d'incliner le rotor de l'hélicoptère en avant, en arriere ou sur le côte. Une action sur le manche cyclique provoque une inclinaison du rotor, par rapport a son plan de rotation initial, et donc une modification de l'assiette (inclinaison) de la machine.
- Le collectif : Il permet de faire monter ou descendre l'hélicoptère. Cette commande est situee a gauche du siege du pilote et elle agit sur toutes les pales du rotor en meme temps.
- Pédales d'anti-couple : Ce sont deux pedales commandees par les pieds du pilote et elles agissent sur le rotor anti-couple situe a l'arriere de l'hélicoptère. Principalement elles permettent d'adapter la force (puissance) necessaire pour annuler la rotation du fuselage autour de l'axe du rotor principal. Mouvement provoque par le couple du rotor principal et le moteur. Mais aussi lors d'un vol stationnaire ou a tres faible vitesse de faire pivoter le fuselage a droite ou a gauche. En appuyant sur la pedale de droite le fuselage pivote sur la droite et reciproquement pour la pedale de gauche.
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Est-ce qu'un hélicoptère peut voler tout seul ? |
Oui et non.
Oui car il existe pour les hélicoptères, comme pour les avions, des systemes extremement coûteux, de pilotage automatique. Ils sont les plus souvent installes sur de gros hélicoptères. Ces dispositifs sont souvent utilises sur les machines destinees aux operations maritimes (sauvetage, reperage des sous-marins). Les systemes embarques permettent par exemple d'effectuer automatiquement la transition entre la translation (vol rectiligne) et le stationnaire et inversement. Mais aussi de conserver un cap et une altitude de vol.
Et non, car a defaut de systemes de stabilisation automatique, l'hélicoptère ne peut pas, a l'instar d'un avion, être regle (trime) pour voler droit sur sa trajectoire. En stationnaire il est impossible de lâcher les commandes et en translation seul le collectif peut ne pas être tenu pour la lecture de la carte ou le reglage des instruments.
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La formation |
Où puis-je m'adresser pour apprendre ? |
Dans un premier temps, recenser les ecoles de pilotage ou les societes qui exploitent des hélicoptères. Pour cela vous pouvez faire une recherche sur Internet par l'intermediaire d'un moteur de recherche, utiliser les pages jaunes en elargissant votre prospection aux entreprises qui font du transport public ou du travail aerien, et pourquoi pas utiliser les liens indiques sous la rubrique "Sites Web". Puis dans un deuxieme temps prendre contact par telephone avec le responsable de l'entreprise pour connaître les conditions de formation (coûts, outils pedagogiques a disposition, type de machine, duree de la formation, frais annexes, etc.). S'il s'agit pour vous de preparer une licence de pilote prive votre choix sera certainement lie aux contraintes de deplacement. Par contre pour une licence professionnelle il vous sera necessaire d'analyser l'ensemble des avantages et des inconvenients pour comparer les differentes prestations. Le coût et la duree de cette formation ainsi que son incidence sur votre avenir professionnel meritent une réflexion plus approfondie.
Une fois ce travail d'approche effectue, je vous conseille vivement de rencontrer votre futur formateur et de discuter avec lui de votre formation et pourquoi pas de votre passion. Pendant l'apprentissage au pilotage les moments de stress et de tensions sont parfois presents et le cockpit etroit. L'instruction est une activite passionnante, mais elle necessite beaucoup de pedagogie et une grande souplesse de caractere de la part de l'instructeur.
Enfin, Il est parfois possible de faire un vol d'initiation (environ 900.00 frs) où vous prendrez les commandes (une a la fois) de l'hélicoptère pour essayer de tenir un vol stationnaire ou faire votre premier virage. Attention le virus s'attrape vite !
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Quel est le coût moyen de la formation ? |
Un confrere resumait avec humour l'investissement financier necessaire pour apprendre et entretenir sa passion " Tout l'argent que vous avez et tout ce que vous pourrez gagner !". Plus prosaïquement, il faut compter pour une licence de pilote prive (40 heures legales) un coût moyen de 80 000.00 francs. Sachant que les 40 heures representent le minimum pour se presenter a l'examen et qu'en pratique, il est souvent necessaire entre 45 et 50 heures de vol. Ensuite, il faut tabler sur un prix moyen de 2 000.00 frs par heure (1 800.00 frs pour un Robinson R22 ou 2 200.00 frs pour un Bell 47) pour se faire plaisir ou "soigner son virus".
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Est-ce utile d'être pilote d'avions pour commencer une formation sur hélicoptères ? |
Je pense sincerement qu'il n'est pas utile d'être pilote d'avions pour bien aborder une formation de pilote d'hélicoptères. Si vous etes deja pilote d'avions et que vous envisagez de passer sur les voilures tournantes, bienvenue, mais il vous faudra reapprendre a piloter. Les habitudes sont parfois difficiles a changer. Pour la navigation, la lecture des instruments et la circulation aerienne, il y a quelques differences, mais elles seront tres rapidement assimiles.
Par contre envisager d'être pilote d'hélicoptères en passant d'abord par l'avion est un mauvais calcul. L'economie realisee, environ 10 000.00 frs, soit 5 heures de vol sur un hélicoptère leger, a toutes les chances d'être utilisee pour perdre les habitudes fraîchement acquises sur un avion. Et dans l'hypothese de la preparation a un pilote professionnel, seules les heures sur hélicoptères seront prises en compte par un employeur.
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La technologie |
Quels sont les differents types de moteurs utilises ? |
Il y a generalement deux types de moteur :
- Les moteurs a pistons : ils fonctionnent sur le principe des moteurs de voiture et ils sont tres similaires aux moteurs d'avions legers. Le refroidissement et la lubrification sont differents car ces moteurs sont souvent utilises a regime constant et enfermes dans le fuselage sans pouvoir profiter du flux d'air de l'helice pour les refroidir.
- Les turbines : leur fonctionnement est proche de celui d'un reacteur d'avion, si ce n'est que le flux d'air chaud n'est pas utilise pour propulser la machine par reaction, mais a provoquer la rotation d'une helice (turbine), elle-meme raccordee a un arbre de transmission pour l'entraînement des rotors. Ces moteurs sont legers, puissants, tres fiables mais aussi tres bruyants et tres coûteux.
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Quels sont les carburants utilises pour les moteurs des hélicoptères ? |
Pour les moteurs a pistons, le carburant le plus utilise s'appelle le "100LL". C'est en quelque sorte un super, super-carburant automobiles. Les turbines utilisent principalement du "JetA1", tres proche du Kerosene.
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Quelle est la consommation d'un hélicoptère ? |
Un hélicoptère leger (2/3 places) a moteur a pistons consomme entre 30 et 40 litres par heure. Les machines a mono-turbine (5/6 places) engloutissent entre 100 et 140 litres par heure et un appareil de 25 places comme le Super-Puma de l'Armee de terre entre 500 et 800 litres/heure.
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Pourquoi les hélicoptères sont-ils si bruyants ? |
Le bruit des hélicoptères a ete et est encore un probleme malgre les considerables progres realises par les constructeurs. Les dernieres generations de machines sont tres nettement moins bruyantes au point que leur bruit est inferieur aux dernieres normes europeennes, malheureusement dans une bande de frequence tres desagreable pour l'oreille humaine. La turbine, le rotor de queue et le rotor principal sont dans l'ordre les principaux responsables de ces nuisances. Le bruit est un phenomene tres complexe et il reste le souci premier des ingenieurs qui travaillent au developpement des voilures tournantes.
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Est-ce qu'un hélicoptère peut voler en arriere et a quelle vitesse ? |
Oui. C'est une position pour laquelle la machine n'a pas ete concue. En travail aerien, la photographie par exemple, il n'est pas rare que le pilote place sa machine en marche arriere pour permettre au photographe d'être bien place par rapport au sujet (bateaux, voiture) et a la lumiere ambiante. Le pilotage est alors tres sensible a l'anticouple, du fait de la forme de la machine (fuselage et derive) qui tend a vouloir remettre l'hélicoptère dans le sens normal du vol. L'actuel record du monde est de 136.75 km/h avec un Robinson R22 (Mr ALFARO le 24 mai 1992).
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Peut-il voler sur le cote tres rapidement ? |
Le deplacement lateral est possible, mais les limitations sont plus importantes que pour le vol en marche arriere. Configuration qui est aussi utilisee en travail aerien. Les limites techniques (butees rotors), l'efficacite du rotor anti-couple, la limitation de la puissance disponible et les contraintes aerodynamiques (forme du fuselage) rendent l'exercice complique. Parfois, lorsque les portes sont demontees, l'air s'engouffre dans le fuselage en rendant le pilotage plus difficile et la vie moins confortable pour les passagers. Generalement le deplacement lateral pres du sol se fait a la vitesse d'un homme au pas et avec une marge d'altitude la vitesse est comprise entre 30 et 50 km/h.
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Peut-on construire son hélicoptère ? |
En partant de kits et de plans eprouves, il est possible de fabriquer son hélicoptère. La reglementation concernant cette activite est tres specifique. Des fabricants comme Ultra-sport (254,331 &496), Rotorway (Exec 162F), CH7 (Angel et Kompress) commercialisent des kits complets (plans, notices et materiels), plus ou moins pre-assembles.
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Quelle est la puissance des moteurs ? |
Pour les moteurs a pistons, la puissance est comprise entre 130 (Robinson R22) et 1 900 cv (Sikorsky S56). Aujourd'hui les machines a pistons avec des puissances superieures a 300 cv sont souvent des appareils de collections non exploites commercialement. Les hélicoptères a turbines ont une puissance par moteur comprise entre 400 (Bell 206) et 6500 cv (Mil-Mi 10K).
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Quelle est la vitesse de rotation des rotors ? |
La vitesse de rotation du rotor principale est comprise entre 300 et 550 tours/minute et celle du rotor de queue est comprise entre 1500 et 4000 tours minutes. Elles dependent essentiellement du type de machine.
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Quelle la vitesse d'une pale ? |
Selon la vitesse de rotation et le diamêtre du rotor, la vitesse d'une pale, mesuree a son extremite, est comprise entre 600 et 900 km/h.
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Quelles sont les differentes configuration de rotor ? |
Pour les hélicoptères il existe actuellement 4 configurations de rotor :
Rotor principal Cette configuration est la plus repandue. La compensation du couple genere par le rotor principal se fait ace au rotor anticouple situe a l'arriere de la machine. Le rotor principal permet la montee et la descente ainsi que la translation (avant/arriere et lateralement). Le rotor anticouple agit aussi en lacet (rotation du fuselage autour de l'axe du rotor principal) en faisant pivoter le fuselage sur la droite ou sur la gauche.
Rotors en tandem Configuration le plus souvent reservee aux hélicoptères lourds. Les rotors tournant chacun dans un sens oppose, leur couple est donc reciproquement compense. La monte et la descente sont assurees par les deux rotors a la fois. Pour les deplacements lateraux les deux rotors s'inclinent en meme temps sur le meme côte (sens du deplacement). Pour la commande en lacet l'inclinaison laterale des rotors est inversee entre l'avant et l'arriere selon le sens de rotation choisi par le pilote. Et en ce qui concerne la translation c'est la difference de poussee entre les rotors qui provoque une inclinaison du fuselage dans le sens du vol. Par exemple, si le rotor arriere assure plus de portance, l'appareil va piquer du nez et l'inclinaison vers l'avant des rotors va provoquer un deplacement dans le meme sens.
Rotors coaxiaux Comme dans la configuration en tandem chaque rotor tourne dans un sens different. Par contre ils sont montes l'un au-dessus de l'autre. Le systeme de commande est plus complexe que tous les autres hélicoptères. Les deux rotors assurent en meme temps les fonctions de montee/descente, de translation (avant/arriere) et de deplacement lateral. La commande de lacet est en partie assuree par les derives (gouvernail) situees a l'arriere et surtout par la difference de portance (de couple) appliquee a chaque rotor. Cette configuration de rotors se retrouve essentiellement sur des machines russes (kamov).
Rotors coaxiaux engrenant Cette configuration se retrouve surtout sur les hélicoptères Kaman. Comme pour les hélicoptères a rotors en tandem et coaxiaux, chaque rotor tourne dans un sens different. Les rotors, dans leur plan de rotation tres incline, sont synchronises par une boîte de transmission commune. Ainsi a aucun moment les pales ne risquent de se percuter. Pour le deplacement lateral et la translation (avant/ arriere) chaque rotor assure la meme fonction (inclinaison dans le sens desire). Par contre pour le contrôle en lacet un rotor est incline vers l'avant et l'autre vers l'arriere ce qui provoque la rotation du fuselage. Lorsque le rotor gauche (sens de la marche) est incline vers l'avant et que le rotor droit est incline vers l'arriere, la machine effectue une rotation sur elle-meme par la droite. Les derives situees a l'arriere de la machine participent aussi au contrôle sur l'axe de lacet.
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Pourquoi les hélicoptères ne volent t-ils pas aussi vite que les avions ? |
L'hélicoptère est soumis a de tres fortes contraintes mecaniques et aerodynamiques lors d'un vol rapide en translation. Le phenomene le plus contraignant est celui des pales avancantes et reculantes. Pour être le plus simple possible, nous allons considerer qu'une pale a une vitesse moyenne de 160 km/h. et que le rotor, vu du haut, tourne de la droite vers la gauche (anti-horaire). En aeronautique pour determiner d'une maniere simple la "quantite" de portance, il est fait notion de vitesse des filets d'air qui circulent autour de l'aile (avion) ou de la pale (rotor d'un helico). Pendant le vol, la pale qui se trouve du cote droit du fuselage a le vent relatif contre elle. Dans ce cas la vitesse de la pale s'ajoute a celle des filets d'air dû au deplacement de l'hélicoptère :
- vitesse moyenne de la pale (160 km/h) + vitesse de l'hélicoptère (200 km/h) = 360 km/h
Par contre lorsque la pale passe du côte gauche du fuselage, elle a le vent relatif derriere elle. Il faut donc deduire la vitesse des filets d'air de la vitesse de la pale, soit :
- >vitesse moyenne de la pale (160km/h) - vitesse de l'hélicoptère (200 km/h) = - 40 km/h
Vous constaterez que la portance est plus forte du côte droit du rotor ( portance generee par les filets d'air a 360 km/h) que celle du cote gauche ou la pale n'a plus de portance (- 40km/h / filets d'air arrivent par l'arriere). Immanquablement, dans cet exemple volontairement exagere pour la demonstration, l'hélicoptère va se retourner (dissymetrie de portance). Voila pourquoi principalement un hélicoptère est limite en vitesse. De plus le coût global et les charges d'exploitation d'un hélicoptère capable de voler aussi vite qu'un avion leger (400 km/h seulement) seraient presque 5 fois plus élèves. Donc sans interets economiques sachant que la vocation premiere d'un hélicoptère est de voler lentement ou de rester immobile en stationnaire, creneau commercial qu'il exploite au mieux.
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Exploitation et utilisation |
Quel est le prix d'un hélicoptère ? |
En prenant comme base l'equipement electronique standard, un hélicoptère leger (2/3 places) coûte entre 600 000 et 1,5 million de francs. Un hélicoptère 5/6 places, comme l'Ecureuil entre 3 et 8 millions de francs. Enfin une machine comme le Super-Puma a un coût moyen de 75 millions de francs. Ces prix ne representent qu'une moyenne, en effet les options sont extremement coûteuses. Souvent le total des equipements optionnels (flottabilite de secours, porte coulissante, marchepied, radar meteo, equipements de radio et radionavigation, etc...) representent un montant egal aux prix de vente de base de la machine.
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Pourquoi sont-ils si chers a l'achat et a l'entretien ? |
L'hélicoptère est une machine complexe du fait de ses nombreuses pieces en mouvement. Dans sa conception et sa construction il fait appel a toutes les technologies de pointes (titane, carbone, elastomere, Kevlar,..) coûteuses a developper et a fabriquer. L'ensemble des contraintes dynamiques generees par les rotors (vibrations, force centrifuge, precession gyroscopique) et aerodynamiques (Vortex, perte de portance des pales) se repercutent, a des degres divers, sur l'ensemble de la machine (fuselage, moteur, transmissions, equipements,..). Il est necessaire d'etudier l'ensemble des phenomenes et d'en tenir compte lors de la conception du moindre element. Chaque piece etant soumise a de forte contrainte leur duree de vie est plus courte et leur remplacement conditionne directement la securite du vol. Cette complexite generale a pour resultat direct un coût d'achat et d'entretien tres eleve. |
Peuvent-ils voler la nuit ? |
Oui, un hélicoptère peut voler la nuit. Il faut distinguer deux categories de vol de nuit, la premiere qui est le vol a vue (VFR) de nuit ne fait pas appel au vol aux instruments car la visibilite n'est pas diminuee par les nuages, le brouillard ou la pluie. La deuxieme, du fait des mauvaises conditions meteorologiques, de jour comme de nuit, necessite l'utilisation d'instruments de navigation specifiques. Dans ce cas le pilote et la machine sont qualifies pour le vol aux instruments (IFR).
Pour les exploitants civils l'utilisation de l'hélicoptère de nuit se fait surtout sur des liaisons entre plate-formes aeroportuaires ou des zones reconnues par avance. Essentiellement pour les evacuations sanitaires ou quelques rares transports de VIP.
Par contre les militaires utilisent toutes les capacites des hélicoptères la nuit. L'equipement en instruments de navigation des machines est tres complet et surtout ils utilisent des jumelles (accrochees sur leur casque) qui intensifient la faible lumiere exterieure. ace a cet equipement et une bonne formation il leur est possible de voler la nuit pres du relief, de se poser sur des zones difficiles, globalement d'utiliser toutes les possibilites d'un hélicoptère.
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Peuvent-ils voler dans des conditions meteorologiques difficiles (neige, brouillard,..) |
Le vol en conditions extremes est possible seulement sur des hélicoptères equipes en consequence. Pour une grande partie des machines en exploitation civile, le vol aux instruments ou le vol en conditions givrantes n'est pas possible. Les appareils de transport ou de combat, les plus recents, ont des systemes de degivrage (rotors, stabilisateurs, verriere et moteurs), des radars de navigation ou meteo, un pilote automatique pour permettre leur utilisation dans ces conditions. Pour les conditions meteorologiques ou le vol a vue est interdit (brouillard, forte pluie, nuages tres bas) la machine doit être equipee et le pilote qualifie pour le vol aux instruments.
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Existe t-il des hélicoptères amphibies ? |
Il existe effectivement des hélicoptères amphibies. Soit ace a des flotteurs ou avec un fuselage etanche compose dans sa partie basse d'une veritable carene. Le Bell 47, le Bell 206, le Robinson R 22, l'Alouette 2 ou 3 sont parfois equipes de flotteurs. Dans ce cas le pilotage est plus delicat a cause de la traînee aerodynamique et de la taille des flotteurs. Les machines avec un fuselage aux formes hydrodynamiques, comme le Super-Frelon de la Marine Nationale ou le Seaking (Royal Navy) n'ont pas de contraintes concernant le vol, par contre l'entretien du fuselage est plus consequent et la corrosion (turbine, trains d'atterrissage) reste un probleme majeur. Souvent apres un survol maritime prolonge les hélicoptères sont rinces a l'eau douce pour supprimer les depôts de sel et enlever les residus de l'air marin. Pendant le vol et lorsque les conditions meteorologiques le permettent, les pilotes cherchent parfois un « petit nuage » pour rincer leur appareil.
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Quels sont les hélicoptères les plus utilises en France ? |
Incontestablement le Bell 206 et l'Ecureuil (Aerospatiale/Eurocopter) sont les machines les plus utilisees en exploitation commerciale. Pour la formation le Bell 47, le Robinson R22 et le Hughes/Schweizer 300 et l'Alouette 2 sont largement representes en France.
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A quelle vitesse vole generalement un hélicoptère ? |
La vitesse de croisiere d'un hélicoptère depend de sa puissance et de la configuration de son rotor. Pour un hélicoptère leger avec un moteur a piston, la vitesse de croisiere est comprise entre 160 et 190 km/h et une machine 5/6 places avec une turbine entre 230 et 270 km/h.
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Un hélicoptère peut-il en partant du sol monter a la verticale sans avoir une vitesse horizontale ? |
Oui. Mais cela necessite une bonne maîtrise du pilotage et une bonne reserve de puissance pour maintenir le stationnaire hors de l'effet de sol. Si l'obstacle est relativement haut le risque de la panne moteur est plus lourde de consequences. En effet en absence de vitesse horizontale la machine n'a pas le temps de passer en autorotation, meme si le pilote reagit tres vite. Le contact avec le sol peut être tres violent. De plus lors de la montee ou de la descente (volontaire ou non) le pilote est entoure d'obstacles ce qui perturbe sa vision de l'horizon (maintien de l'assiette) et surtout il ne voit plus la zone restreinte qui lui a servi de point de repere (sous la machine). De plus lorsqu'il y a du vent les obstacles generent des tourbillons d'air qui compliquent le pilotage et demandent plus de puissance a l'hélicoptère.
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Pourquoi lorsque je vois les hélicoptères decoller, ils s'elevent de quelques mêtres, puis se deplacent horizontalement pour prendre de la vitesse avant de s'elever ? |
C'est la procédure de decollage la plus utilisee et surtout la plus sûre. Son but est d'aller chercher le plus tôt possible la vitesse "d'accrochage" (+- 30 nœuds sans vent) puis de prendre une vitesse et taux de montee stable (60 nœuds et 500 pieds/minute pour le Robinson R22). "L'accrochage" est un phenomene qui se produit lorsque les filets d'air changent de maniere de circuler dans le rotor. En stationnaire la colonne d'air est verticale, et elle circule du haut vers le bas, alors qu'en translation l'air circule (obliquement) de l'avant vers l'arriere en passant a travers le rotor. Le pilote a connaissance de "l'accrochage" du rotor par des vibrations dans la machine et le changement du bruit du rotor. En translation la circulation des filets d'air est moins perturbee donc le rotor est plus efficace, soit pres de 20% de mieux pour une meme puissance moteur. Un pilote cherchera donc a prendre de la vitesse pour recuperer rapidement ces 20%, mais aussi pour sortir de la zone dangereuse (rapport hauteur/vitesse) ou il est impossible de passer en autorotation sans detruire la machine et blesser mortellement ses occupants. Il est a noter que le phenomene d'accrochage existe aussi pour le rotor anti-couple et le pilote doit en tenir compte dans les phases du vol a faible vitess.
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Mais quand il n'y a pas de place pour s'elever (bâtiment, pelouse d'un stade de foot) comment faire ? |
Sur les surfaces entourees d'obstacles tres proches (moins de 50 mêtres) le decollage vertical est possible dans la limite de la puissance disponible. C'est une procédure, avec le stationnaire hors effet de sol, que les pilotes d'hélicoptères n'aiment pas, sauf sur les machines bimoteurs. Pour des terrains ou la distance est trop courte pour un decollage classique (normal ou de precaution) le pilote cherchera un "bout" de ligne droite face au vent (>100 mêtres), quitte a se deplacer tres lentement a travers la zone de decollage (entre 1 et 3 m. du sol) pour exécuter un decollage oblique (passer la vitesse d'accrochage et prendre la meilleure pente de montee). C'est la bonne connaissance des performances de la machine, de sa charge (carburant, passagers), des conditions meteorologiques (vent, temperature) et de l'environnement (obstacles, et les tourbillons d'air qu'ils generent) qui permettra au pilote de choisir le mode de decollage le plus sûr.
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Constructeurs et Appareils |
Quel est le plus gros hélicoptère du monde ? |
Le plus gros hélicoptère est le Mil-Mi 12 (1968) code OTAN Homer avec une masse maximale en charge de 105 tonnes et une charge marchande record de 40 tonnes. Cette machine resta a l'etat de prototype et fut cependant presentee au salon du Bourget de 1971. La plus grosse machine en exploitation est toujours Russe (Sovietique), c'est le Mil-Mi 26.
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Quel est le plus rapide ? |
A ce jour le record de vitesse d'un hélicoptère est de 400,87 km/h sur un Westland Lynx profondement modifie (rotor, pales, puissance des moteurs, fuselage). Il a ete realise le 11 août 1986.
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A quelle altitude maximum peut monter un hélicoptère ? |
Le record du monde est toujours detenu par la France. Le 21 juin 1972, Jean BOULET aux commandes d'un SA 315 Lama a franchi 12 442 m. Ce record d'altitude sans charge a eu lieu sur l'aerodrome d'Istres.
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Quels sont les principaux fabricants ? |
Le marche mondial de l'hélicoptère est domine par deux societes : Bell et Eurocopter. Dans le tableau ci-dessous vous trouverez la part de marche de chaque constructeur par type de motorisation.
APPAREILS NEUFS - MARCHE MONDIAL 1998 |
Hélicoptères a turbine(s) | Hélicoptères a moteur a pistons |
Constructeurs | Part de marche en % | Constructeurs | Part de marche en % |
Agusta | 5.2 | Enstrom | 1 |
Bell | 40.6 | Robinson | 85.4 |
Enstrom | 2.2 | Schweizer | 12.9 |
Eurocopter | 39.5 | Divers | 0.7 |
Kaman | 0.4 | |
Kawasaki | 1.4 | |
MD Helicopters | 6.3 | |
PZL-Swidnik | 0.6 | |
Schweizer | 0.6 | |
Sikorsky | 3.2 | |
Le marche mondial des hélicoptères neufs represente entre 500 et 600 ventes par an. En 1998, il y avait 26 521 hélicoptères civils immatricules dans le monde. Depuis 1999 la societe Eurocopter (consortium Franco-Allemand) est le 1er constructeur mondial d'hélicoptères avec 48% de part de marche.
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Quel est le nom de la machine utilisee dans Ushuaïa ? |
Cette machine est un Mil-Mi 8 de construction russe (Sovietique !). Le premier vol du prototype a eu lieu en juin 1961. Son poids a vide est de 6600 kg pour une puissance totale de 3400 ch.
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