Les effets aérodynamiques spécifiques à l'hélicoptère

L'hélicoptère possède un aérodynamisme tel que des conditions aérodynamiques particulières existent. Le pilote doit les connaître, soit pour les utiliser, soit pour en connaître les effets sur le pilotage

• l'effet de sol: il s'agit des turbulences induites par le plan de sustentation (le plan du rotor), qui, utilisées, permettent, aux très faibles altitudes, d'accroître la portance de l'hélicoptère. Cet air turbulent est produit du fait que le sol interfère avec la circulation d'air sur le plan porteur. Cela est dû au fait que l'hélicoptère est à une très faible distance du sol (une hauteur de rotor; l'effet augmente encore à une demi-hauteur soit 1 m du sol). Techniquement, pour un avion, ces turbulences forment ce qu'on appelle la "traînée induite", à savoir l'air qui circule depuis la zone de haute pression de l'intrados de l'aile vers la zone de basse pression de l'extrados. Cela crée des tourbillons. La proximité du sol réduit ces tourbillons, les transformant en air porteur. La traînée induite augmente losque la vitesse diminue. Pour un hélicoptère cet air turbulent s'augmente, de plus, de l'interaction entre le sol et le flux d'air descendant induit (rejeté vers le bas à travers le disque du rotor): le sol ralentit la vitesse de ce flux d'air. Cette décroissance de la vitesse du flux améliore encore, pour un angle d'inclinaison longitudinal donné, l'effet de sol. Contrairement à une situation de vol stationnaire en altitude, le flux d'air induit diminue moins l'angle d'incidence des pales du rotor. L'effet de sol est essentiellement utilisé pour le vol stationnaire à très faible hauteur (par exemple, juste avant le décollage, lorsque l'appareil doit rester stationnaire au-dessus du point de décollage ou juste avant l'atterrissage) ou pour le déplacement lent à très faible hauteur et sur de courtes distances. Pour un vol stationnaire, le pilote doit regarder à au moins 15-20m à l'avant de l'appareil pour contrôler son assiette, altitude et cap (on prend comme repères l'horizon, des bâtiments élevés, des arbres, etc. soit des points de référence verticaux et horizontaux) On a besoin d'un couple de 70-75% pour rester en vol stationnaire dans l'effet de sol. On contrôle l'altitude par de petites pressions sur le collectif, le cap (là où point le nez) par le palonnier et les mouvements de translation éventuels par le cyclique. Le déplacement lent (vitesse inférieure à 20 kts) de l'hélicoptère sur de courtes distances à faible hauteur (8 m au-dessus du sol maximum) s'appelle la "translation dans l'effet de sol". Elle requiert la même puissance de couple de 70-75%. Dans les deux cas, si l'on dépasse 1 m au-dessus du sol, il faut augmenter cette valeur de 10%
• l'effet de lacet: on appelle effet de lacet, la tendance que l'hélicoptère a à dériver, en vol stationnaire, dans le sens de la poussée du rotor de queue. Sur les hélicoptères comme le Bell 206B JetRanger III, cette dérive se fait vers la droite. Cette dérive est la plupart du temps compensée par la conception même de l'appareil: le pylône du rotor principal est incliné ou le cyclique est calé, d'origine, légèrement à gauche. Même avec ces corrections, il est possible que le pilote doive, pour le vol stationnaire ou la montée (manoeuvres qui nécessitent la pleine puissance du rotor), mettre un peu de cyclique à gauche pour compenser l'effet de lacet
• l'accrochage: l'"accrochage", pour un hélicoptère, est le fait que le nez se lève et l'appareil commence à monter verticalement. Un accrochage est dû à une augmentation du flux de l'air horizontalement dans le plan du rotor, généralement de l'avant vers l'arrière. Cette augmentation du flux peut être due soit, pour une situation de montée, à une forte augmentation du collectif (ce qui augmente le flux relatif de l'air) soit, pour un vol stationnaire, à la présence de vent (qui génère un flux d'air relatif au plan du rotor). L'accrochage survient généralement pour des vitesses comprises entre 10 et 15 kts. L'accrochage se remarque par une vibration basse fréquence. Pour une même puissance, on a une augmentation rapide de la portance. L'accrochage en soi est théoriquement ce qui fait qu'un hélicoptère commence à monter quand la vitesse atteint 10-15 kts mais c'est le trop d'accrochage qui est néfaste. Le nez ayant tendance à partir en lacet vers la gauche et à se relever légèrement, on pousse doucement le cyclique vers l'avant et vers la gauche et on met du palonnier à droite pour garder le cap. Ces actions sont donc les mêmes que celles appliquées que lorsque l'hélicoptère, après décollage, commence à monter
• l'effet transversal: il s'agit, lors du vol ou d'un vol stationnaire avec vent, d'une diminution de la sustentation de la partie arrière du plan du rotor. L'effet apparaît aux vitesses faibles car l'air qui se déplace à travers la partie arrière du plan du rotor y passe plus de temps que dans la partie avant et s'y déplace plus verticalement (de bas en haut). Lorque les pales passent dans la partie arrière du plan, leur angle d'attaque diminue et donc la portance baisse
• la sustentation dissymétrique: effet aérodynamique qui se produit en vol avant ou en vol stationnaire avec vent. Une partie du plan du rotor n'est plus portant. La manifestation la plus connue de cette dissymétrie est la situation -qui est une des situations dangereuses de l'hélicoptère- dite de décrochage pale reculante (voir au tutoriel "Les autres situations dangereuses en hélicoptère"). Certains hélicoptères, de par leur conception, sont compensés pour cet effet: ils possèdent, ainsi, des volets de pales qui agissent sur l'angle d'incidence de celles-ci