Lorsque le moteur tombe en panne dans un hélicoptère monomoteur, il peut retourner à la terre en autorotation: il abandonne l'énergie potentielle de la réduction de la hauteur pour maintenir le rotor en rotation, qui continue alors à assurer la portance. L'autorotation peut avoir lieu directement vers le bas en vol vertical, mais la recommandation générale est de maintenir la vitesse d'avancement, comme un planeur à voilure fixe: le taux de descente est beaucoup plus faible s'il y a de la vitesse vers l'avant.

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Nous associons les hélicoptères au vol stationnaire, mais c'est un effort ardu. Même un peu de vitesse vers l'avant génère une portance en translation, ce qui permet au rotor de générer beaucoup plus de portance:

• L'afflux vers l'avant fait basculer le vecteur de portance vers l'avant, diminuant la traînée induite et le couple des pales, et augmentant ascenseur. Ou énoncé d'une manière différente: le flux d'air circule déjà et n'a pas besoin d'être accéléré à partir de zéro. Le rotor commence maintenant à fonctionner plus comme une aile fixe.
• Le flux d'air à travers le rotor subit moins d'interférences de la part du fuselage.

L'effet de la vitesse vers l'avant sur l'automobile la vitesse de rotation de descente est représentée dans un graphique dans ce livre:

Pour revenir à l'autorotation verticale: le flux d'air vertical ascendant doit traverser le rotor assez rapidement pour atteindre l'état d'éolienne, de sorte que la portance est créée en décélérant l'air qui le traverse. Si nous calculons la composante de portance par aire d'un rotor autorotatif verticalement, elle est comparable à une valeur $ C_D $ de 1,1 à 1,2 référencée à l'aire du rotor. Selon cette source:

• une assiette plate a un $ C_D $ de 1,28
• un parachute a un $ C_D $ de 1,4.

Donc, en descente verticale, le rotor auto-rotatif est presque aussi bon qu'un parachute de la même zone - c'est juste que la taille du parachute est un peu petite pour la charge utile typique d'un hélicoptère , résultant en des vitesses de descente verticale comprises entre 3 600 et 6 200 pieds / min. A titre de comparaison:

• Air France 447 est tombé au sol avec une vitesse de descente verticale de 10 000 pieds / min.
• L'avion du capitaine Sullenberger a mis quatre minutes pour atteindre l'Hudson dans un plan correct, à partir de 2060 pieds d'altitude = moyenne de 500 pieds / min.

Deux facteurs rendent l'autorotation beaucoup plus survivable cependant:

1. Le taux de descente peut être «évasé» en tirant le cyclique vers l'arrière (en échangeant la vitesse vers l'avant pour plus d'énergie cinétique du rotor), puis le collectif juste avant le contact au sol, ralentissant le rotor et augmentation de la portance. Le pilote n'a qu'une seule chance à cela.
2. La vitesse de descente est bien moindre si l’autorotation se fait à une vitesse avant, la meilleure étant la vitesse de montée optimale.

Notez que dans une verticale descendre là Il n'y a pas de recul du cyclique, seulement une augmentation du collectif - plus le taux de descente est plus élevé. Une vitesse plus élevée et moins de moyens de freiner, ce n'est pas recommandé!

Un petit mot

Le rotor de l'éolienne ne tourne pas dans l'autre sens! L'air entrant par le dessous fait basculer le vecteur de portance vers l'avant, comme dans un planeur. Une partie du disque du rotor est entraînée par les aéroforces dans la même direction que lorsqu'elle était encore sous tension.

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Il y a trois bonnes raisons d'éviter l'autorotation verticale.

Premièrement, l'autorotation verticale est beaucoup plus susceptible de conduire à une condition d'anneau vortex où l'air sortant du disque du rotor est recirculé à travers le disque du rotor. L'air recirculé dans l'anneau Vortex limite alors la quantité de flux d'air / d'énergie disponible pour la conversion en vitesse de rotation du disque du rotor, ce qui est essentiel pour mener à bien cette partie de la manœuvre de rotation automatique essentielle à la survie (la poussée jusqu'au toucher des roues).

Deuxièmement, la vitesse d'avancement augmente la quantité d'énergie disponible pour la conversion en vitesse du disque du rotor.

Troisièmement, la vitesse vers l'avant permet de partager le choc à l'atterrissage entre différents harnais et amortisseurs de siège, réduisant ainsi la charge sur un axe particulier.

Oublier la THÉORIE ... une autorotation verticale EST possible et peut être accomplie en toute sécurité. Pour répondre à cette question que m'a posée mon copilote ce jour-là au Vietnam, j'ai pris notre H-Model Huey jusqu'à 5000 'et j'ai confirmé le vol stationnaire. J'ai abaissé le collectif et haché la manette des gaz pour fendre les aiguilles et surveillé le régime du rotor pour éviter toute survitesse tout en gardant le cyclique centré pour une vraie verticale. J'ai utilisé le collectif pour stabiliser notre taux de chute. Une fois convaincu que la manœuvre était sûre, j'ai récupéré à environ 1000 'en poussant le cyclique vers l'avant et en récupérant la puissance.

Nous n'avons rencontré aucun problème avec la théorie des anneaux de vortex ni aucune indication que cette manœuvre était dangereuse. Si j'avais eu besoin de le poser, j'aurais initié un aspect cyclique vers l'avant afin d'effectuer un flare standard et une descente une fois en dessous de 1000 pieds que j'ai choisis. Dans l'école de pilotage de l'armée dans les années 1960, nous avons pratiqué tous les aspects possibles des rotations automatiques TOUJOURS au sol sans récupération de puissance à 50 pieds de non-sens. Personnellement, je pense qu'il est irresponsable et insensé de ne pas former un pilote d'hélicoptère pour des voitures à contact complet au sol. Quelle? Dieu va-t-il soudainement apparaître et aider dans ces 50 dernières minutes?

Les SIMS ne sont PAS un substitut acceptable à la pratique réelle. Nous avons fait des autos en vol stationnaire, des autos en marche, des autos à 180 ° et 360 °, des autos à décélération à pleine vitesse, mais mon préféré de tous les temps s'appelait "Spot Autos". L'IP a choisi une place sur la piste - généralement l'un des numéros et j'ai lancé une auto à partir de l'altitude et de la vitesse du modèle sur le cap de la piste en notant mon angle de glissement raide à travers la bulle du menton.

En gardant le collectif abaissé et en n'utilisant que le cyclique, j'ai mis le hacheur à un arrêt presque mort - surveillant de près le régime du rotor et tirant le collectif lorsque cela était nécessaire pour éviter une survitesse. Cyclic a été poussé vers l'avant pour recommencer la descente merveilleusement rapide - oh wee - nous pourrions obtenir au moins deux et parfois trois fusées éclairantes en descendant - la dernière était de s'arrêter juste sur le numéro choisi et de tirer ce qui était essentiellement un planeur. auto pour atterrir.

Nous avons toujours terminé toutes nos autos au sol avec toutes ces manœuvres et elles étaient vraiment amusantes à faire! L'expertise et la compétence définies de notre IP et ont fait un excellent travail pour inculquer ces mêmes caractéristiques à chacun d'entre nous, sachant que là où nous allions nous aurions besoin de tous les avantages de formation que nous pourrions gérer. Mes deux centimes (1 955 heures de vol en hélicoptère de combat au Vietnam).

Vous devez tenir compte de la puissance requise par l'hélicoptère en vol, représentée par la courbe rouge dans le graphique.

Le la ligne bleue est la puissance fournie par le rotor en autorotation. Comme vous pouvez le voir à vitesse nulle, la puissance requise est beaucoup plus grande qu'à 50, 60 ou 70 nœuds. Par conséquent, votre déficit de puissance sera également beaucoup plus important à vitesse nulle, ce qui entraînera une augmentation du taux de descente.

Un autre avantage donné par la vitesse est la possibilité de flare (étapes 3-4 dans le profil de vol recommandé par la FAA). Pendant l'arrondi, vous utilisez l'énergie cinétique fournie par la vitesse d'avancement pour réduire votre descente. Avec une vitesse nulle, vous perdez complètement cette posibilité, la seule chance de réduire le taux de descente restant sera d'augmenter le collectif (et très probablement, ce ne sera pas suffisant pour empêcher un atterrissage très dur).

Une troisième raison serait que pour le pilote, il est plus facile de juger de la hauteur au-dessus du sol s'il y a une certaine vitesse vers l'avant, et l'hélicoptère est également plus stable en direction.

En fin de compte, la plage de vitesse préférée pour l'autorotation est celle ombrée en vert dans le graphique, entre la vitesse de puissance minimale et la vitesse de la meilleure plage. Il y a des situations où la plage jaune est utilisée (zone confinée, certaines procédures d'autorotation de nuit), mais cette zone ne s'étend pas en dessous de 30 nœuds, de toute façon.

Pendant l'autorotation, la vitesse de marche avant est utilisée pour contrôler la vitesse de la tête du rotor. En auto, le moteur est déconnecté (en cas de panne du rotor de queue) ou tout simplement mort, il ne peut donc pas être utilisé pour contrôler la vitesse du rotor.

Dans une descente verticale, la tête du rotor finira par survitesse à cause de l'air passant devant les pales, et les pales du rotor partiront de l'avion. Pas bon.

L'air qui frappe les pales du vol vers l'avant est utilisé pour induire une traînée sur les pales du rotor, ce qui les ralentit. Plus l'hélicoptère avance vite, plus la traînée est importante.

Ainsi, le pilote, en mode automatique, utilise la vitesse avant pour contrôler la vitesse du rotor. Si la vitesse de la tête du rotor augmente trop, piquez un peu pour gagner de la vitesse et ralentir le rotor. Si la tête du rotor commence à ralentir, réduisez la vitesse d'avancement pour laisser la tête du rotor prendre de la vitesse.

Le vol vers l'avant aide également à manœuvrer l'hélicoptère lors du choix d'un point de toucher des roues, mais il est principalement utilisé pour maintenir la vitesse du rotor dans le vert.

Chaque hélicoptère a une vitesse de vol avant autorotation idéale, qui devrait maintenir la vitesse de la tête du rotor dans le green. Dans un Bell JetRanger, c'est environ 60 nœuds je crois, bien que ce soit une directive générale, pas un absolu.

Théoriquement, on pourrait augmenter le pas des pales à une tête trop dépensée pour la ralentir, mais le vol vers l'avant est une façon plus précise de le faire, et évite le risque de ralentir trop la tête par inadvertance.

Le contrôle du régime du rotor est assuré par le collectif. Pas d'anneau vortex en autorotation ... car l'air circule dans la mauvaise direction. L'autorotation verticale est possible mais risquée car un excès d'énergie limité, une plus grande énergie avec la vitesse anémométrique, vous avez donc plus d'énergie pour la fusée, permet des marges d'erreurs lors des fusées. et vous pouvez choisir votre zone d'atterrissage, y voler et bien évidemment la voir à l'avance.

Il y a beaucoup de mauvaises réponses dans ce fil, mais je veux en aborder une à laquelle tout pilote d'hélicoptère qualifié devrait être en mesure de répondre (ce qui à en juger par les réponses dans ce fil peut ne pas être aussi vrai que je l'espère) et c'est :

VOUS NE POUVEZ PAS OBTENIR L'ÉTAT DE L'ANNEAU VORTEX DANS UNE AUTOROTATION

Les trois éléments dont vous avez besoin pour VRS ou «Settling with Power» (définition FAA) sont:

• Taux de descente supérieur à 300fpm
• Vitesse inférieure à ETL
• PUISSANCE APPLIQUÉE

Évidemment, si le moteur est arrêté, vous ne pouvez pas avoir de puissance appliqué.

Cela étant dit, vous avez toujours de l'énergie stockée dans l'hélicoptère sous forme d'énergie potentielle (en altitude au-dessus du sol) et d'énergie cinétique (dans la vitesse de l'hélicoptère). L'énergie cinétique augmente de façon exponentielle avec la vitesse, c'est-à-dire que si vous doublez votre vitesse (ex.30 à 60 kts), vous triplez la quantité d'énergie cinétique que vous pouvez utiliser pour maintenir le régime de votre rotor dans la fusée (dont vous aurez besoin de beaucoup pour arrêter la vitesse). de descente et de vitesse avant avant de toucher le sol)

Si vous n'avez pas de vitesse, vous avez un taux de descente plus élevé en auto et moins d'énergie pour arrêter ce taux de descente avant l'atterrissage.

Les réponses à ces questions et à bien d'autres se trouvent dans le manuel de vol en hélicoptère, téléchargeable gratuitement sur le site Web de la FAA!

-FAA RW Commercial Pilot et CFI-I