Les principes du vol en hélicoptère

Les hélicoptères utilisent des rotors horizontaux pour voler. Les principes reposent sur les mêmes lois de la physique que les avions à voilure fixe. Le design des rotors permet le vol vertical, le vol stationnaire et le recul, mais limite la vitesse.

Aérodynamique

L'aérodynamique traite des forces sur objets dans l'air et du mouvement de l'air. Quatre forces sur tout aéronef : Poids (gravité), Portance (air sur pales rotor, contre gravité), Traction (force propulsive, pales rotor principal), Traînée (résistance air).

Principe de Bernoulli

Daniel Bernoulli : pression eau augmente quand tuyau rétrécit. L'air suit ce principe via les profils aérodynamiques (pales rotor principal et arrière). La courbure accélère l'air au-dessus, créant poche basse pression au-dessus, générant portance. La portance dépend de 5 facteurs : surface, forme, vitesse, densité air, angle d'attaque.

Couple (Torque)

3e loi Newton : action = réaction opposée. Rotation rotor principal crée contre-rotation du fuselage = couple. Gros hélicos : second rotor horizontal sens inverse. Autres : rotor queue vertical utilisant principe Bernoulli pour contrer le couple.

Contrôle directionnel

Un hélico qui ne monte/descend pas est inutile. Ajustement pas des profils = contrôle directionnel. Pas vers l'avant = mouvement avant. Angle d'attaque plus grand = vitesse avant plus grande. Pas vers l'arrière = recul. Vitesse rotor secondaire augmentée/diminuée = virage gauche/droite.

Compressibilité de l'air

L'air se divise en deux flux au-dessus/en-dessous de la pale. Vitesse lente = peu d'énergie pour fendre l'air. Vitesse rapide = air compressé au bord d'attaque, plus dur à fendre. Cette compressibilité limite la vitesse hélico. Analogie eau : immersion lente = peu résistance ; ventre à plat = effet compressibilité.