Rotors transversaux

Focke-Wulf Fw 61 V2 de 1937, piloté par Hanna Reitsch .
animation

La conception structurelle à rotors transversaux est un type de construction pour hélicoptères dans lequel deux rotors sont disposés côte à côte sur une ligne imaginaire perpendiculaire à l'axe longitudinal ( transversalement , c'est-à-dire «transversal»). En tournant dans des sens opposés, les couples agissant sur la cellule s'annulent, de sorte que le rotor de queue , qui est habituellement utilisé dans les hélicoptères, est superflu.

Le double rotor Flettner fonctionne également avec un arrangement de rotor transversal, mais avec seulement une petite distance entre les axes de rotor légèrement inclinés .

développement

Mil mer-12

Cette construction était au début du développement de l' avion à voilure tournante . Au milieu des années 1930, Henrich Focke et, un peu plus tard, Anton Flettner ont construit les premiers échantillons utilisables de ce type en Allemagne: le Focke-Wulf Fw 61 n'était qu'un échantillon d' essai; le Focke-Achgelis Fa 223 et le Fl 282 atteignirent la production en série, qui, cependant, fut retardée ou interrompue par les effets de la guerre.

Après la guerre, le principe a été adopté par les fabricants de différents pays. Le plus grand hélicoptère à ce jour, le Mil Mi-12 soviétique de 1968, utilisait également la conception du rotor transversal. En fin de compte, cependant, le principe n'a pas prévalu et tous les modèles ont été retirés.

Il n'est redevenu important que récemment, par exemple dans les avions convertibles à rotors basculants , comme le Bell Boeing V-22 Osprey .

avantages

  • Les deux rotors disposés latéralement, se déplaçant dans des directions opposées dans le même plan, se traduisent par une symétrie parfaite sans forces transversales. C'est également une condition préalable à l'utilisation dans les avions convertibles car elle est conservée lorsque le plan du rotor est incliné vers l'avant jusqu'à 90 °.
  • Les rotors ont un diamètre plus petit qu'un hélicoptère à rotor unique avec la même capacité de charge. Vous pouvez tourner plus rapidement avec la même vitesse de pointe de lame avec un angle d'attaque de lame plus petit , ce qui se traduit par une résistance de la lame moindre et une consommation d'énergie moindre. De plus, les feuilles peuvent être tenues plus facilement.
  • Chaque rotor déplace sa propre quantité d'air sans s'influencer mutuellement. Cela signifie également une performance globale inférieure par rapport aux rotors tandem ou coaxiaux .
  • Alors qu'avec la conception du rotor de queue, jusqu'à 15% de la puissance en vol stationnaire doit être utilisée pour la compensation de couple, avec des rotors transversaux, la pleine puissance est toujours disponible pour le levage.

désavantage

  • Les cadres de support des deux côtés se traduisent par une résistance frontale relativement élevée , ce qui a un effet sur la vitesse pouvant être atteinte , malgré tous les efforts pour couvrir les parties de la ferme de manière aussi aérodynamique que possible .
  • Afin d'éviter au maximum la perte de contrôle de la course dans l'axe de tangage, avec cet agencement de rotor, tout comme avec l'hélicoptère monorotor, seul un centre de gravité très petit est possible et admissible. La répartition de la charge dans le sens longitudinal doit donc être effectuée et surveillée très attentivement.
  • Bien qu'aucun couple ne soit compensé, un hélicoptère de ce concept doit néanmoins être équipé d'un grand empennage de bras de levier avec stabilisateur horizontal et empennage vertical . Ils sont tous deux nécessaires pour un vol vers l'avant plus rapide car la disposition du rotor latéral ne donne aucune stabilité directionnelle. L' effet de l' empennage est également important pour l' atterrissage en autorotation . L'unité arrière à son tour nécessite un poids et un espace supplémentaires.

contrôle

Les deux hélicoptères Focke et en grande partie aussi les modèles Flettner ont été contrôlés comme suit:

  • Le mouvement du bras dans le sens transversal provoque un réglage opposé du pas collectif sur les rotors et donc un mouvement autour de l'axe de roulis.
  • Au moyen d'entrées de commande dans le sens longitudinal, les deux plans du rotor sont inclinés dans le même sens vers l'avant ou vers l'arrière (pas) par réglage cyclique des pales via le plateau oscillant.
  • Pour la rotation autour de l'axe vertical (axe de lacet) à l'aide des pédales, les plans du rotor s'inclinent dans des directions opposées vers l'avant ou vers l'arrière via un réglage cyclique de la lame correspondant (lacet).
  • Les premiers modèles n'avaient pas de levier dédié au mouvement vertical, il était contrôlé par le levier d'accélérateur via la vitesse du rotor. Dans des conceptions plus récentes, comme dans d'autres hélicoptères, la commande de pas collectif était utilisée pour réguler la poussée des rotors.

Le Fw 61 avait un autre levier pour passer en mode de rotation automatique. Le passage à l'état d'autorotation n'était pas réversible, il a ensuite dû être atterri avec autorotation.

Dans les modèles réduits d'hélicoptères, pour le contrôle du tangage et du lacet, le module moteur est partiellement incliné par des servos , tandis que le roulis et le tangage sont obtenus en modifiant la vitesse des moteurs électriques. Cela permet d'économiser les plateaux cycliques mécaniquement complexes.

Modèle construit avec stabilisateurs latéraux

Voir également

Commons : Rotors transversaux  - collection d'images, de vidéos et de fichiers audio

Littérature

  • Rolf Besser: Technologie et histoire de l'hélicoptère. De Léonard de Vinci à nos jours. Bernard & Graefe, Munich 1982, ISBN 3-7637-5408-3 .
  • Kyrill von Gersdorff, Kurt Knobling: hélicoptère et gyrocoptère . Histoire du développement de l'avion à voilure tournante allemand des débuts aux développements de la communauté internationale (= Die deutsche Luftfahrt. 3). 2e édition complétée. Bernard & Graefe, Coblence 1985, ISBN 3-7637-5273-0 .
  • Steve Coates, Jean-Christophe Carbonel: Hélicoptères du Troisième Reich. Publications classiques, Hersham 2002, ISBN 1-903223-24-5 .