Double rotor Flettner

Le double rotor Flettner ( rotor imbriqué ) est un principe de construction pour hélicoptères qui utilise deux rotors couplés via une boîte de vitesses, dont les axes de rotation sont inclinés à un petit angle l'un par rapport à l'autre et dont les têtes de rotor sont côte à côte à une distance relativement faible dans la direction du vol. Avec les rotors à deux pales, les pales des deux rotors sont à angle droit l'une par rapport à l'autre. Le premier hélicoptère à utiliser ce principe, du nom de son développeur Anton Flettner , fut le Flettner Fl 265 , construit en six exemplaires , qui fut testé par le commandant de bord Richard Perlia à partir de mai 1939. Le Flettner Fl 282 , avec lequel Ludwig Hofmann vola pour la première fois le 31 octobre 1941 , n'était que prêt à fonctionner.

Flettner Fl 282

Le double rotor Flettner ne doit pas être confondu avec le rotor Flettner du même inventeur, un système de propulsion pour navires qui utilise l' effet Magnus .

construction

Double rotor Flettner en détail. Les pales du rotor ne sont pas en position de vol normale, mais ont été pivotées en "position de stationnement" dans les porte-pales pour économiser de l'espace dans le hangar .

Avec cette configuration de rotor, les têtes de rotor des deux rotors principaux ne sont pas disposées l'une au-dessus de l'autre comme dans le rotor coaxial 28 , mais côte à côte. Étant donné que les pylônes des mâts de rotor et donc les axes des arbres de rotor sont dans une position en V ouverte vers le haut les uns par rapport aux autres, contrairement à la configuration en tandem à deux rotors , ici les surfaces du rotor se chevauchent pour la plupart, les plans du rotor vu de face dans le V. Angle des mâts rotor l'un par rapport à l'autre. Pour éviter que les pales du rotor ne se touchent lorsqu'elles s'engrènent, les rotors opposés doivent être synchronisés en permanence par le réducteur principal (avec les rotors bipales habituels avec un déphasage de 90 ° l'un par rapport à l'autre).

Ces caractéristiques structurelles garantissent que les pales du rotor se déplacent toujours alternativement juste au-dessus du mât de rotor voisin. Pour que les pales du rotor aient une garde au sol suffisante au bord de la circonférence du rotor en raison de l'axe de rotation incliné vers l'extérieur, les têtes de rotor doivent être disposées suffisamment haut.

Le système est également connu sous le nom de rotors engrenant .

Film au ralenti d'un double rotor Flettner (Kaman K-Max), les volets Flettner sont également clairement visibles

contrôler

Il est contrôlé par un réglage cyclique et collectif des pales de rotor, les modèles actuellement utilisés étant généralement équipés de volets Flettner , c'est-à-dire de petits volets de commande fixés aux bandes d'extrémité des pales de rotor à environ 3/4 du rayon du rotor, qui sont actionnés par poussée des tiges à l'intérieur des pales et qui, par leur braquage de commande , amènent la pale du rotor, qui est montée librement rotative dans l'axe longitudinal de la pale, dans la position d'incidence requise .

Il est contrôlé par une tringlerie similaire au plateau cyclique dans les deux têtes de rotor :

  • La montée/descente est contrôlée par des changements simultanés et également importants de l'angle d'attaque de toutes les pales du rotor ( pas collectif ).
  • Les mouvements de hochement de tête sont provoqués par un réglage cyclique commun des deux rotors vers l'avant et vers l'arrière ;
  • Autour de l' axe longitudinal ( rouleaux ), un réglage cyclique simultané des pales sur les deux rotors est utilisé pour contrôler la direction de roulement souhaitée dans chaque cas.
  • Pour effectuer un lacet autour de l'axe vertical, par exemple, avec le Kaman K-Max, les composants de pas des deux rotors (réglage collectif des pales) sont ajustés différemment dans des directions opposées d'une certaine quantité afin de générer un couple souhaité non compensé grâce à un résistance d'un rotor; Dans le même temps, l'un des rotors est dirigé vers l'avant ou vers l'arrière dans la même direction pour soutenir le mouvement de lacet avec réglage cyclique des pales.

(Source : Manuel de vol K-MAX)

Avantages et inconvénients

Kaman K-Max avec double rotor Flettner. Reconnaissable sur le bord arrière des pales du rotor : les volets Flettner pour contrôler le pas des pales.
Kaman K-1200 K-Max de face. La position en V inclinée vers l'extérieur des deux arbres de rotor est clairement visible.

Les avantages du double rotor Flettner sont :

  • Aucune transmission de couple à la cellule, donc aucun rotor de queue n'est nécessaire et aucune dérive n'est générée (voir configuration du rotor de queue ).
  • Il n'y a aucune exigence de puissance pour le rotor de queue et est donc disponible pour le levage et la propulsion.
  • La boîte de vitesses et l'arbre du rotor de queue sont omis.
  • Par rapport à la configuration tandem , l'avantage réside dans la conception peu encombrante avec un entraînement central, par rapport au rotor coaxial dans la mécanique plus simple.
  • En raison de la surface totale du rotor généralement plus grande par rapport à un système à rotor unique, la même charge peut être levée avec moins de puissance. Par exemple, le Kaman K-Max a des performances similaires à celles de l' Eurocopter EC 135 ou du Bell 429 , mais a une masse maximale au décollage ( MTOW ) nettement plus élevée . De même, les types avec une masse au décollage similaire, tels que le Bell 412 ou le Kaman SH-2, nécessitent une puissance nettement plus élevée.

Les inconvénients sont :

  • L'engrenage principal est plus complexe qu'avec un seul rotor.
  • La vitesse de croisière est plus faible en raison de la faible puissance requise - mais aussi de la surface totale du rotor considérablement plus grande.
  • L'avion rotor a très peu de garde au sol dans la zone latérale transversale à l'axe longitudinal en raison des mâts rotoriques inclinés latéralement, ce qui nécessite une grande prudence de la part du pilote et du personnel au sol (voir l'étiquette d'avertissement "Avertissement - approche par l'avant" ou "Attention - approcher uniquement par l'avant" sur les pylônes Rotor des deux hélicoptères représentés).

Il en résulte des domaines d'application avantageux dans lesquels des charges utiles élevées sont souvent transportées en vol stationnaire ou seulement à vitesse modérée (lors de travaux d'assemblage en tant que grue volante, vols de charges externes en foresterie ou en construction) et la vitesse de vol réalisable et la distance à parcourir sont d'importance secondaire.

Modèles construits selon le principe Flettner

liens web

Commons : Twin Rotor Helicopters  - Collection d'images, de vidéos et de fichiers audio

Preuve individuelle

  1. ^ Steve Coates : Hélicoptères allemands 1930-1945. Stuttgart 2004, page 85.