Pourquoi le nombre d’hélices et de pales sur un hélicoptère diffère-t-il ?

Les aviateurs considèrent l'année officielle de naissance hélicoptère 1940. Le premier avion à voilure tournante VS-300 a été créé par l'ingénieur aéronautique russe (dont nous sommes extrêmement fiers) et américain Igor Ivanovich Sikorsky. Depuis ces temps anciens, la conception et la forme des hélicoptères ont subi d’énormes changements. Mais une chose reste constante : le rotor principal avec un axe de rotation vertical. L'ensemble essieu-hélice-pale est souvent appelé rotor. Hélice est également un mot approprié.


Le rotor est le mécanisme qui assure la portance de l'hélicoptère. Avec son aide, le pilote décolle dans le ciel, effectue un vol horizontal contrôlé et fait atterrir l'appareil à l'endroit choisi. L’image n’est pas trop compliquée et fondamentalement claire. Mais ce qui nous préoccupe, c’est le nombre d’hélices et de pales. Pourquoi diffèrent-ils selon les modèles ?

En savoir plus sur l'action du rotor

L'hélicoptère démontre des capacités uniques : il décolle et atterrit perpendiculairement au sol, manœuvre facilement, change rapidement de trajectoire et plane dans le ciel. On ne l'appelle jamais un avion, car cela créerait une association avec par avion. Le plus souvent, les pilotes d’hélicoptère entendent le son inoffensif d’une « libellule ».


La voiture doit toutes ses capacités à l'hélice qui s'élève au-dessus du toit. C'est un élément clé de l'avion. L'hélice est un arbre rotatif de grand diamètre avec des pales intégrées. Ces derniers ont des profils différents, mais le rapport longueur/largeur est de 14:1 ou 15:1.

Lorsque le moteur démarre, l'hélice commence à tourner, faisant tourner les pales. L’air circule autour d’eux et crée une différence de pression. Sous les lames, il est plus haut qu'au-dessus d'elles : le corps physique va inévitablement s'élever du sol et s'élancer vers le haut. C'est-à-dire dans la zone de basse pression.

Pour avancer, le pilote modifie l'angle des pales. Il s’avère que la personne à la barre contrôle la direction et la vitesse du vol. Mais lors du décollage, un effet indésirable se produit : les pales créent un moment réactif qui tend à faire tourner le fuselage dans la direction opposée.


Pour compenser ce phénomène, une autre hélice est installée sur la poutre de queue. Cette petite hélice, par sa rotation, crée une poussée latérale, qui équilibre le moment réactif. Le mécanisme de queue permet au véhicule de rester stable et contrôlable. Ainsi, l'hélice est la force de levage et de propulsion de la machine. Après avoir découvert cela, nous reviendrons plus tard sur le sujet des rotors.

Deux lames c'est bien, mais huit c'est mieux ?

La réponse est négative. Ou, pour être plus précis, ambigu. Tout dépend de l’objectif pour lequel l’appareil est créé et des caractéristiques de performance d’un modèle particulier. Et le travailleur acharné est surchargé de tâches.

Dans le secteur civil :

✅ transporte des passagers et des marchandises
✅ éteint les incendies
✅ réalise des travaux de construction et d'installation
✅ effectue des opérations de sauvetage d'urgence
✅ surveille la zone

L’objectif militaire est encore plus cool. L'avion ultra-léger « libellule » a un poids au décollage de 1000 13 kg, et l'avion lourd à voilure tournante a un poids au décollage de 000 XNUMX kg. En fonction de la cible, de la taille et du poids de l'hélicoptère, le fabricant sélectionne le nombre de pales. C'est-à-dire qu'il change de design à chaque fois.


Les ingénieurs atteignent une efficacité maximale lors de l'utilisation de la machine, où qu'elle fonctionne. Dans le même temps, la portance, la stabilité dans l’espace et la contrôlabilité doivent être dans un rapport optimal.

Nombre de lames – 2 à 8 pièces. En augmentant le nombre de pièces, par exemple, de deux fois, la vitesse de rotation de l'hélice peut être réduite. Cependant, la force de levage ne sera pas affectée. Il s’avère qu’un plus grand nombre de lames est bénéfique. Mais ce n’est pas toujours justifié (rappelons les objectifs des avions).

Avantages et inconvénients des modèles multi-lames

Les machines multi-lames présentent des avantages indéniables. Le plus précieux : les concepteurs réduisent le diamètre de l'essieu. Cette étape résout simultanément le problème du dépassement de la vitesse du son aux extrémités des pales. Mais pour les « platines » lourdes, cela est particulièrement pertinent : les grandes lames créent une charge importante sur la structure et provoquent des vibrations indésirables.


Important:



Conclusion : un grand nombre de lames c'est bien. Mais! L’autre côté de la médaille apparaît au grand jour. En ajoutant des éléments inutiles, les ingénieurs compliquent la conception, l’entretien et les réparations ultérieures, et ajoutent également du poids supplémentaire.

Les facteurs énumérés conduisent directement à une augmentation du prix du modèle. C'est pourquoi les développeurs glorieux recherchent et trouvent un équilibre entre le nombre, la taille, le profil des lames et l'efficacité globale de l'appareil.

Retour aux vis

Les caractéristiques techniques et opérationnelles d’un hélicoptère peuvent être améliorées en ajoutant des hélices « supplémentaires ». La méthode d’installation du rotor supplémentaire joue ici un rôle important. Sur certains modèles, deux hélices sont situées l'une derrière l'autre le long du fuselage.


L’avion cargo CH-47 Chinook, fabriqué aux États-Unis, en est un exemple. Dans ce cas, il n'est pas nécessaire d'assembler la queue. Cela signifie que la longueur est raccourcie et que le spinner fonctionne parfaitement dans les espaces confinés.

Parfois, l'aéronef à voilure tournante est destiné à être utilisé pour transporter du fret sur une élingue externe. Les ingénieurs aéronautiques utilisent alors une conception avec deux rotors croisés qui tournent dans des directions opposées. L'avantage est le suivant : grâce à sa taille compacte et à son faible poids, la « libellule » gère avec succès les opérations de levage et de transport. Des modèles similaires sont souvent utilisés dans l’exploitation forestière.


Nous allons envisager une autre option pour installer une hélice supplémentaire sur notre Ka-52 Alligator. Nous voyons ici une disposition coaxiale des vis, c'est-à-dire qu'elles sont placées sur un arbre commun l'une au-dessus de l'autre. Les pièces tournent dans des directions différentes. L’inconvénient d’une solution non standard est que les composants interfèrent les uns avec les autres et qu’une partie de l’énergie est gaspillée.

hélicoptères civils russes

La liste des usines produisant des avions à voilure tournante est longue. Il comprend des entreprises des villes d'Arseniev, de Voronej, d'Ekaterinbourg, de Loukhovitsy et de plusieurs autres. Chaque année, jusqu’à 185 unités sont assemblées sur différents sites de production à travers le pays. Regardons les modèles dont nous sommes fiers.

ANSAT

La machine a été développée par l'usine d'hélicoptères de Kazan. La production en série de l'avion polyvalent léger « Dragonfly » a commencé en 2004. L'avion peut transporter 7 à 9 passagers et 1,3 tonne de fret.


ANSAT – monorotor « air véhicule tout terrain» avec double queue. La centrale électrique est composée de deux moteurs à turbine à gaz PW-207K. Cette modification avec un niveau de confort accru permet de transporter des fonctionnaires de haut rang, c'est pourquoi on l'appelle la « limousine volante ».

KA-226T

Le véhicule développé par Kamov JSC fait également partie de la série légère : le nombre de passagers et de marchandises est à peu près le même. Toutefois, des charges pesant jusqu'à 1 350 kg peuvent être transportées à l'aide d'une élingue externe.


L'hélicoptère équipé d'une paire de moteurs à turbine à gaz est construit selon une conception à double rotor. Les tâches du KA-226T : patrouiller dans les zones protégées, transporter des personnes en détresse, prodiguer des soins médicaux d'urgence. La durée de vie en usine est de 18 000 heures de vol.

VRT500

La présentation de l'appareil de conception coaxiale a eu lieu en 2018. Auteur : bureau d'études "VR-Technologies". Dimensions (LxH) : 8,09x3,77 m.


La vitesse de croisière est de 225 km/h. Autonomie de vol – 860 km. Poids au décollage – 1 650 kg. Volume de la cabine 5,3 m³ conçu pour cinq passagers. La voiture est destinée à être utilisée comme taxi aérien, elle dispose donc de sièges confortables à absorption d'énergie à l'intérieur.

Conclusion (lyrique)

Plus d’une fois, surtout dans les zones rurales, j’ai observé une image touchante. Une « libellule » apparaît dans le ciel avec un bruit de cliquetis caractéristique. Les habitants, comme un seul homme, lèvent la tête, sourient et agitent les mains en guise de salutation.

Les enfants courent en criant à tue-tête : « Hélicoptère ! » Emmène-moi en avion ! En temps voulu, les gars. Pendant que vous étudiez dur : être pilote est un métier difficile...