Comment un pilote dhélicoptère exécute-t-il un atterrissage à rotation automatique?

Je vais supposer que par  » critique « , vous voulez dire survivable. Je suppose également que la panne du moteur se produit à une hauteur qui vous tuera.

Ce ne sont pas tant des étapes critiques, ce sont des résultats critiques. Le résultat le plus critique est de préserver ou de regagner le régime du rotor. Les étapes nécessaires pour ce faire dépendront de ce que fait laéronef lorsque le moteur sarrête et, dans une moindre mesure, du type dhélicoptère. Je vais généraliser pour un hélicoptère  » moyen  » en vol rectiligne et en palier.

Laction immédiate qui est forée dans tout le monde dès les premières heures en tant quétudiant, cest abaisser le collectif. Faire cela a trois effets. Il supprime le pas positif des pales qui supprime la majeure partie de la traînée, il aligne le vecteur de poussée du rotor avec laxe de rotation du rotor donc nutilise pas lénergie du rotor pour autre chose que la portance et il provoque un embrayage pour désengager le rotor du moteur, ce qui le permet en roue libre. A partir de là, vous vous dirigez vers la terre.

La deuxième action immédiate en même temps que labaissement du collectif (en supposant le vol vers lavant) est de tirer sur le cyclique pour larrondir. Cela charge le disque, ce qui le fait  » cône  » vers le haut, ce qui réduit le diamètre du disque. Par conséquent, le centre de gravité du disque se déplace vers lintérieur et en raison de la conservation du moment cinétique, le régime du rotor augmente. Pour des raisons assez complexes, le nez de lhélicoptère sinclinera également lorsque le collectif est abaissé, ce qui fait reculer contre cette tendance.

La troisième action immédiate consiste à enfoncer la pédale du côté opposé à la rotation des lames. Si les pales tournent dans le sens inverse des aiguilles dune montre (vers la gauche comme le voit le pilote), vous enfoncez la pédale droite pour réduire la poussée produite par le rotor de queue qui ne contrecarre plus le lacet causé par la traînée du rotor motorisé. Ceci est moins critique que les deux premiers et bien que cela puisse être dangereux et vous mettre dans une attitude inconfortable, il est généralement possible de se remettre de ne pas enfoncer la pédale immédiatement. Si vous avez un régime rotor, vous pouvez le régler.

Vous êtes maintenant entré en autorotation avec succès. À partir de là, volez plus ou moins normalement jusquau point critique suivant, à environ 50 « du sol .

Ce que vous avez fait est de vous assurer que le rotor a un régime de vol et que vous gérez lénergie en échangeant de lénergie potentielle (hauteur) contre de lénergie cinétique (régime du rotor). La conversion se fait par le flux dair qui vient maintenant de dessous le disque et  » entraîne  » le rotor pour maintenir le régime. Le pas est neutre, voire négatif, mais, le flux dair relatif est maintenant vers le haut à travers le disque et par conséquent, les pales ont un angle dattaque positif et génèrent une certaine portance. empêche lhélicoptère de tomber. Une certaine traînée est générée suite à la génération de cette portance, mais elle est facilement surmontée par la puissance qui entraîne maintenant le rotor à partir de ce flux dair ascendant.

Aussi longtemps au fur et à mesure que vous descendez, cette conversion se produira et votre RPM sera maintenu. Les commandes sont gréées de telle sorte quavec le collectif complètement abaissé, le régime reste dans la plage normale. Parfois, vous devez le peaufiner un peu avec de petites quantités de collectif, de fusées éclairantes et de virages, mais en général, vous volez simplement vers votre point datterrissage. La plage de régime autorisée est plus grande en autorotation. Par exemple (et de mémoire), le R22 a une autonomie de 97-103% en vol normal et 90-110% en autorotation.

Vous descendez maintenant avec un taux de descente élevé et généralement, significatif vitesse davance.Vous devez réduire les deux pour arriver à une arrivée en toute sécurité. Pour ce faire, il y a trois autres étapes critiques.

À partir denviron 50 pieds (en fonction de nombreux facteurs, mais restons fidèles à lhélicoptère moyen qui est entré en autorotation à partir de la ligne droite et du niveau avec une altitude significative), vous évasez lavion en tirant sur le cyclique. Cela commencera immédiatement à ralentir lavion. Cela commencera également à augmenter le régime (vous convertissez maintenant la vitesse en énergie cinétique du rotor).

En même temps , vous augmentez le collectif pour réduire le taux de descente en augmentant la portance générée. Cela augmentera rapidement la traînée, mais maintenant lénergie nécessaire pour maintenir le régime provient de larrondi qui convertit la vitesse en régime. Vous devez également mettre en pédalez pour empêcher lavion de lacet lorsque la traînée augmente sur le rotor.

Si vous avez la bonne entrée et que votre fusée réduit la vitesse et le taux de descente à quelque chose de survivant, vous vous éloignerez peut-être. détruit lhélicoptère et casse des os, mais arrive à 1 0 pied avec seulement 20 nœuds et 150 pieds par minute et vous vous en tirerez.

Si vous êtes bien entraîné et en pratique, vous atterrirez en toute sécurité et en douceur sans dommage pour la machine ou personnes.

En résumé, étapes critiques:

Entrée. Levier vers le bas, retour cyclique, pédalez.

Arrivée. Retour cyclique, lever le levier, pédaler.

Commentaires

• Si nous ‘ essaie dexpliquer les choses au profane, des phrases comme  » vident le collectif  » don ‘ Ça veut dire trop.
• @Jamiec Merci. Jai ‘ apporté quelques modifications. Je ‘ souhaiterais recevoir d’autres commentaires sur  » jargon « .
• Au contraire, je pensais que le reste de cette réponse était concis et compréhensible.
• @ Simon …. cest exactement le genre de réponse bien informée que jespérais … merci monsieur. … Jadore ce site …..
• @ garyv440 ‘ êtes le bienvenu.

Ce nest pas censé être quelque chose comme une réponse complète, mais plutôt un commentaire dingénieurs profanes pour ajouter à la très belle explication de Simon.

En mode descente avec descente cyclique, les pales sont en pente négative par rapport à lhabitude et le flux dair à travers elles leur ajoute de lénergie (jusquà une certaine limite contrôlée) plutôt que de leur transférer de lénergie. Le rotor devient une réserve dénergie – un «volant dinertie ailé». Le fait davoir le rotor au régime maximal autorisé dans ce mode maximise lénergie stockée. Une fois que vous atteignez le régime maximal autorisé, les lames peuvent être utilisées pour maximiser la traînée tombante, sous réserve de maintenir la vitesse de rotation – le rotor est semblable à une grande plaque plate. la machine va maintenant tomber à la vitesse terminale * pour la combinaison de traînée maximale.

Lorsque vous «évasez» et que vous augmentez le collectif, le pas des pales redevient positif et vous avez à nouveau un alimenté hélicoptère. MAIS il est alimenté par lénergie dinertie emmagasinée dans la masse de la pale rotative et vous allez lutiliser extrêmement rapidement – vous avez quelques secondes de temps de vol, la vitesse du rotor diminuant en énergie en est pris. La procédure dévasement est conçue pour utiliser lénergie stockée en rotation dune manière qui optimise la transition des vitesses pré-évasement aux vitesses post-évasement.

* Vitesse terminale de rotation automatique:

Jai pas recherché cela, il peut donc y avoir des raisons pour lesquelles il est faux, mais sur la base de nombreux autres scénarios de chute dobjets bluffés, il semble probable que le taux de chute sera proche de ce qui est prédit par léquation de traînée classique, donc la traînée de chute du rotor ou la masse de la machine est définie par

$$ \ frac {1} {2} \ rho C_d AV ^ 2 $$

où

• $ \ rho = $ air densité ($ 1,2 \ \ mathrm {kg / m ^ 3} $ près du niveau de la mer)
• $ A = $ zone ($ \ mathrm {m} ^ 2 $)
• $ V = $ vitesse ($ \ mathrm {m / s} $)
• $ C_d = $ coefficient de traînée par rapport au plat, disons 0,8 dans ce cas

Donc $ \ mathrm {mass} \ cdot g = 0.6 \ cdot 0.8 \ cdot A \ cdot V ^ 2 $

et vitesse terminale

$$ V _ {\ mathrm {terminal}} = \ sqrt {\ frac {\ mathrm {mass} \ cdot 9.8} {A / 2}} $$

La vitesse de rotation automatique du terminal en $ \ mathrm {m / s} $ est alors

$$ \ sqrt {\ frac {20 \ cdot \ mathrm {mass_ {gross}}} {A _ {\ mathrm {rotor \ disk}}}} $$

Bien quil sagisse dune estimation approximative basée sur une série dhypothèses, le principe général donne des résultats satisfaisants, bien quapproximatifs, pour des objets aussi divers que des champs, des souris, des boules de bowling, des parachutistes et des parachutes cargo. (Cela ne fonctionne que pour les gouttes de pluie lorsque vous réalisez quelles tombent généralement sous la forme dun disque aplati à vitesse terminale.)

Exemple:

Robinson R22 Beta II , poids brut de 620 kg, rayon de rotor de 151 pouces. Utilisez une surface de disque rotor de 600 kg et 46 mètres carrés:

$$ V_t = \ sqrt {\ frac {20 \ cdot 600} {46}} = 16 \ \ mathrm {m / s} = 58 \ \ mathrm {km / h} $$

En regardant plus loin …

Je peux voir que je naurais pas dû commencer ce. Fascinant. Le temps de manger.
La formule ci-dessus donne une vitesse de rotation automatique quelque peu élevée, ce qui est bien. Probablement 50% + plus élevé que réel. Peut-être en raison de la portance du disque en vol plané vers lavant.

1000 pieds par minute $ \ approx 5 \ \ mathrm {m / s} $. Plusieurs pages mentionnent des chiffres de descente à rotation automatique de 1 300 à 1 800 pieds par minute.

Calculatrice associée à la rotation automatique et BEAUCOUP plus – superbe . Comprend des commentaires –

• Un rotor en autorotation verticale a la même résistance quun parachute de même diamètre. Ce taux de descente est également environ deux fois la vitesse induite par le vol stationnaire.

• 2500 ft / min est une limite supérieure raisonnable pour les plus gros hélicoptères, soit 13 m / s

• Le rapport $ t / k $, qui est le temps en secondes pendant lequel un rotor peut soulever le hacheur lorsque le moteur sarrête. Cest le rapport de $ J \ cdot \ Omega ^ 2 $ divisé par 4 fois la puissance requise en survol. (Le 4 vient du fait quon ne peut utiliser que la moitié de lénergie cinétique stockée dans le système rotor). Prouty utilise une formule plus complexe qui prend en compte $ C_l $ et $ C_d $ du système de rotor, mais si vous utilisez léquation [$ \ mathrm {Power \ OGE} = (61 \ cdot10 ^ {- 3} / Dia_ {rot }) \ cdot \ sqrt {m ^ 3 / ro}) $ tout en métrique (avec $ ro = 1,225 \ \ mathrm {kg / m ^ 3} $ au niveau de la mer], et divisez la valeur obtenue par 0.84 (pour TR puissance, et pertes de transmission), et branchez cette valeur dans le calcul t / k, ça marche …

  Donc $ t / k = \ frac {J \ cdot \ Omega ^ 2} {4 \ cdot \ mathrm {Power \ OGE}} $ en secondes.

  Le $ t / k $ du Robinson R22 est de 0,8 (beaucoup trop bas je suis daccord), et pratiquement, vous voulez $ t / k $ environ 1,2 à 1,7 s, soit environ le double du Robinson.

• Lhélicoptère UltraSport-254 a une charge de disque extrêmement faible et une vitesse de descente en autorotation de 900 pieds / min. a déclaré quen autorotation, il peut atterrir puis décoller et atterrir à nouveau en utilisant uniquement linertie des rotors. LOsprey V-22 a une charge de disque extrêmement élevée. Les données de test indiquent que lavion aurait percuté le sol à un taux de descente denviron 3700 pieds / min.

Discussion sur le Robinson R22 – informatif. Commentaires sur la rotation automatique et bien plus encore.

• En raison de son poids léger et de son système de rotor à faible inertie, le R22 ne pardonne pas les erreurs ou la lenteur du pilote. Après une panne moteur, réelle ou simulée, vous et linstructeur aurez 1,6 seconde pour abaisser le collectif et engager une autorotation. Tout retard au-delà de 1,6 seconde sera fatal car la vitesse du rotor, une fois diminuée en dessous de 80%, ne peut pas être récupérée. 🙁
  

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Lart de lautorotation
Très bon tutoriel dauto-rotation et discussion avec un nombre de pointeurs vers la connaissance des arcanes.

Vidéo – R22 {presque} atterrissage en autorotation à vitesse nulle Commentaires dutilisateurs utiles.

Liste de prix R22 – juste pour lintérêt

Commentaires

• Merci pour votre réponse et surtout pour les liens dinformation. Je trouve également intéressant et curieux que le R22 ait la réputation dêtre un hélicoptère impitoyable, mais beaucoup décoles dinstruction au vol que jai recherchées semblent proposer le R22 comme leur plus modèle abordable pour sentraîner. –
• @ garyv440 Ils sont bon marché (relativement). Jai ‘ avoir effectué un vol au total en guise dintroduction à lengin avec quelques secondes à la fois les mains n avec un instructeur en vol stationnaire surveillant les doubles commandes. Il na pas fait remarquer (sans surprise) que il avait 1,6 seconde pour entrer en autorotation après une panne de moteur ou vous ne pouvez jamais. [!!!] Il y a des décennies, nous avons eu une période de capture et de tir des cerfs de folie nationale. Tous ceux qui pouvaient chasser les cerfs avec des hélicoptères lont fait. En un an, nous avons perdu 30% de notre base de voilure tournante dans des accidents! [!!!]. Le plus gros type perdu a été, sans surprise, les R22. Avec des gens qui tirent et vivent …
• … filer des cerfs sur des copters et même (vraiment!) Sauter sur des cerfs depuis des copters partout dans notre pays, les pertes élevées étaient inévitables. Les prix des cerfs étaient si bons que létrange trou de balle sest également produit. Dernièrement, lun des frères Robinson a appelé pour voir ce que nous faisions. Conclusion – être constamment transporté hors de lenveloppe pour maximiser les résultats. Les pertes sont beaucoup plus faibles ces jours-ci :-).
• Some des commentaires des utilisateurs sont utiles. Beaucoup ne le sont pas et beaucoup ont tort.Par exemple, il est parfaitement possible et sûr de descendre verticalement. Vous navez besoin que de la vitesse anémométrique en bas pour que la fusée stocke lénergie dans le rotor pour que la traction collective réduise la ROD. il ‘ est même possible de descendre en arrière, ce qui est extrêmement inconfortable. Tant que vous avez un régime de vol et une vitesse davancement > denviron 35 nœuds pour la fusée en bas, vous ‘ OK. youtube.com/…