HÉLICOPTÈRE
COMMANDES DE VOL
- Commande de pas collectif
- Commande des gaz
- Commande de pas cyclique
- Commande de l'anticouple
- Commande gouverne profondeur
Introduction
Le pilotage d’un hélicoptère requiert un minimum de coordination, puisque l’utilisation des deux mains et des deux pieds est nécessaire, afin de contrôler les quatre systèmes principaux de commandes.
Ci-dessous poste de pilotage du H 135.
Commandes de vol
Tous les hélicoptères ont à peu près les mêmes commandes, ils sont équipés des éléments suivants :
- commande de pas collectif ;
- poignée des gaz ;
- commande de pas cyclique ;
- pédales de commande de direction (palonnier).
Essentiellement, ces commandes font les mêmes choses, peu importe le type d'hélicoptère sur lequel elles sont installées ; cependant, le fonctionnement du système de commande varie grandement selon le modèle d'hélicoptère.
Attention - Dans cette page ci-dessous, pour éviter toutes incompréhensions, l'hélicoptère SA341 Gazelle d'Eurocopter sera pris comme modèle. Cet appareil est un hélicoptère monoturbine avec rotor principal à trois pales tournant dans le sens des aiguilles d'une montre vu de dessus.
Commande de pas collectif
La commande de pas collectif, ou collectif, est située sur le côté gauche du siège du pilote, avec une commande à friction variable sélectionnée par le pilote pour empêcher tout mouvement involontaire. Ce levier se manœuvre de haut en bas et change l'angle d'incidence de toutes les pales du rotor principal "collectivement" (c'est-à-dire toutes en même temps) et indépendamment de leur position. En tirant le levier vers le haut, l'angle d'incidence de toutes les pales du rotor principal augmente ce qui entraîne une augmentation de portance et l’hélicoptère monte. En abaissant le levier, l'angle d'incidence de toutes les pales du rotor principal diminue ce qui entraîne une diminution de portance et l’hélicoptère descend.
La commande des gaz
La commande de puissance produite par le moteur est placée à l'avant de la commande du pas collectif, et se manœuvre comme la commande des gaz d'une moto. C’est en la faisant tourner que la puissance du moteur varie. Elle est utilisée sur les hélicoptères à moteur à pistons pour régler la plage d’utilisation normale des régimes du moteur et du rotor.
Sur la plupart des hélicoptères à turbines, la manette des gaz est utilisée uniquement pour amener le moteur dans la plage de limitation de régime où des réglages précis des régimes « moteur et rotor » sont faits. Une fois que le régime du rotor est réglé, un régulateur maintient le régime constant et il n'est pas nécessaire d'effectuer des réglages de la manette des gaz. Les hélicoptères multimoteurs sont généralement équipés d'un levier de puissance ou d'un commutateur de mode pour chaque moteur.
Un régulateur est un dispositif qui détecte le régime du rotor et du moteur et effectue les réglages nécessaires afin de maintenir le régime du rotor constant. Les régulateurs sont communs à tous les hélicoptères à turbine et utilisés sur certains hélicoptères à pistons.
Certains hélicoptères n'ont pas de régulateur et nécessitent une coordination de tous les mouvements du collectif et de la manette des gaz. Lorsque le collectif est relevé, il faut augmenter la manette des gaz ; lorsque le collectif est abaissé, il faut diminuer la manette des gaz.
Sur certains hélicoptères, la manette de puissance peut se trouver au plancher ou sur un panneau au plafond.
Commande de pas cyclique
Le pilote tient la commande du pas cyclique (manche) avec la main droite. La commande cyclique fait basculer le disque rotor dans la direction où le cyclique est déplacé, que ce soit vers l'avant, vers l'arrière, ou dans un mouvement latéral, fournissant ainsi une poussée dans la direction où le rotor est basculé.
Schéma de principe d'une commande de pas cyclique.
Le pilote, en agissant sur le manche de pas cyclique, produit une inclinaison du plateau fixe inférieur par l’intermédiaire de vérins (appelés aussi biellettes de commande). Le plateau tournant supérieur va lui-même s’incliner. Comme les biellettes qui permettent d’augmenter ou de diminuer l'incidence des pales se trouvent sur le plateau tournant supérieur, à chaque fois que les pales passent du côté le plus haut (grand pas), elles se dressent, puis reviennent dans leur position (pas plus faible) tout ceci en moyenne trois cent cinquante fois par minute. Les pales vont alors alterner de part et d’autre d’une position moyenne générée pas le levier de pas collectif :
– entre une position avec plus d'incidence renforçant localement la portance ; et une position avec moins d'incidence, diminuant localement la portance.
En résumé : le plateau inférieur est incliné par l'intermédiaire des vérins, le plateau supérieur s'incline à son tour et les biellettes en suivant ce mouvement entraînent un angle d'incidence (pas) différent pour les trois pales. Ceci crée une portance différente sur le disque rotor et aura pour conséquence l'inclinaison de l'hélicoptère, qui avancera dans une direction donnée.
- Si le pilote pousse le manche vers l’avant, l’hélicoptère part vers l’avant.
- Si le pilote tire le manche, l’hélicoptère part en arrière.
- Si le pilote pousse le manche vers la droite, l’hélicoptère part à droite.
- Si le pilote pousse le manche vers la gauche, l’hélicoptère part à gauche.. Le pas cyclique est très sensible et doit être manœuvré avec précaution et précision.
Commande de l'anticouple
Pour permettre le vol et compenser ce couple du au rotor principal, la plupart des hélicoptères sont équipés d'un rotor anti-couple ou d'un rotor de queue. C’est le palonnier qui contrôle la direction vers laquelle l’hélicoptère va, par l’entremise des deux pédales qui le constitue. En fait, le palonnier contrôle le rotor de queue, en modifiant l'angle d’incidence de ses pales pour contrecarrer l'effet de couple.
En appuyant lentement sur la pédale de droite, le pilote fera pivoter le nez de l’hélicoptère vers la droite et appuyant lentement sur la pédale de gauche, le nez de l’hélicoptère pivotera vers la gauche. Sans rotor de queue, un hélicoptère pivoterait sur lui-même dans le sens contraire du rotor principal.
Lorsque les pédales du palonnier sont en position neutre, le rotor de queue a un angle de pas moyennement positif. Avec un angle de pas positif moyen, la poussée du rotor de queue est à peu près égale au couple du rotor principal pendant le vol de croisière, de sorte que l'hélicoptère maintient un cap constant en vol en palier.
Un stabilisateur vertical est utilisé dans de nombreux hélicoptères mono-rotor pour faciliter le contrôle du cap. Ce stabilisateur ou dérive est conçu pour optimiser la stabilité directionnelle en vol lorsque la poussée du rotor de queue est nulle. La taille de ce stabilisateur est cruciale pour cette conception.
Commande de gouverne profondeur
Certains hélicoptères intègrent une gouverne de profondeur horizontale pour améliorer la stabilité longitudinale de l'appareil en tangage. Certaines gouvernes sont fixes ; d'autres, comme celles utilisées sur le Bell 212, sont mobiles par interconnexion avec le système de commandes de vol.
Bell 212
La gouverne de profondeur est montée au trois quarts arrière de la poutre de queue et assure une stabilité longitudinale. Elle produit une portance vers le bas pour maintenir le nez de l'hélicoptère vers le haut lorsque la vitesse avant augmente.
Cette gouverne synchronisée comprend deux profils inversés (déporteurs), un de chaque côté de la poutre de queue, montés sur un tube longeron et commandée par un guignol central. Les deux moitiés de la gouverne sont fixées au longeron central à des angles d'incidence différents pour compenser les flux d'air dissemblables produits par le rabattement du rotor principal. La moitié droite de la gouverne a un angle de cabré légèrement supérieur à celui de la moitié gauche. S'il n'est pas corrigé de cette façon, le rotor descendant sur la gouverne de profondeur provoque un moment de roulis de l'hélicoptère. L'ensemble est relié par des tringleries (tubes de traction) et des guignols à l'arrière du plateau cyclique non rotatif.
