Projet Fly Higher Tutorial No 3

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1 Projet Fly Higher Tutorial No 3
Hélicoptères Où sont passées les ailes ? Images : Eurocopter EC135, résultat d’un projet européen ; utilisé pour les applications civiles et militaires. Où sont les ailes ? Eurocopter EC135

2 Qu’en aurait pensé le grand Léonard de Vinci !
D’abord : Un peu d’histoire Léonard de Vinci a conçu le premier avion « ressemblant à un hélicoptère» qu'il a appelé « vis hélicoïdale » Bien que dessiné avec les instructions pour le faire voler, il n’a été jamais testé à l'époque. La physique moderne suggère que cet instrument ne pouvait pas voler. Qu’en aurait pensé le grand Léonard de Vinci ! Photo de la conception de Léonard De Vinci présentant un hélicoptère imaginé à la fin du XVe siècle, nommé « Vis hélicoïdale de l'Air »

3 et la peinture murale « La Cène »
Léonard de Vinci Un peu d’histoire C’était non seulement un éminent scientifique et un ingénieur de son temps (fin du XVe siècle), mais aussi…. Un artiste fantastique, surtout connu pour son tableau « La Joconde » et la peinture murale « La Cène » Et un étudiant pionnier de l'anatomie humaine, illustrée par ce schéma célèbre: « L'homme de Vitruve »

4 Revenons aux Hélicoptéres Un peu d’histoire
En 1906 en France, deux frères Louis-Charles et Jacques Bréguet, ont commencé à expérimenter des formes d'ailes pour les hélicoptères ; en 1907, ils ont démontré avec succès la possibilité de voler grâce à des ailes rotatives avec un système Autogire. Il a fallu presque 40 ans pour que l’homme arrive à perfectionner la conception d’un hélicoptère. En 1944, Igor Sikorsky, un russe né en Amérique, s'est envolé avec le premier hélicoptère produit de manière industrielle : le Sikorsky R-4.

5 Vidéo d’un des premiers décollage d’un hélicoptère Sikorsky R-4b
Revenons aux Hélicoptéres Un peu d’histoire Vidéo d’un des premiers décollage d’un hélicoptère Sikorsky R-4b S'il vous plaît regarder la vidéo 1 Décollage d’un hélicoptère Sikorsky R-4b Video source – Youtube HeloSociety Un des premier décollage d’un hélicoptère Sikorsky R-4b. Très semblable à celui présenté dans la photo originale.

6 Les Hélicoptères aujourd’hui
Les Hélicoptères modernes ont des tailles variées et peuvent répondre à une grande variété de besoins. Ils varient également dans leur fonctionnent en vol. Boeing CH-47 “Chinook” Sikorsky CH-124 “Sea King” Essayer d’imaginer différentes missions pour des hélicoptères, et en quoi ils sont préférables aux avions pour ces missions. Hélicoptères présentées Boeing CH-47 ‘Chinook’ : Hélicoptère de transport à double rotor (très puissant) Robinson R22 2 : Hélicoptère deux places utilisé pour les transports en ville et l’instruction des pilotes stagiaires (léger et économique) Sikorsky CH-124 ‘Sea King’ : Hélicoptère exploité pour les sauvetages en mer dans le monde entier (capable d’embarquer des charges volumineuses) Robinson R22

7 Différentes parties d'un hélicoptère
En classe ou par groupes pouvez vous travailler sur chacune de ces parties d'hélicoptère ? 8 6 11 7 5 9 4 3 10 1 Pouvez-vous identifier les 11 éléments ? Sur la table, vous avez le schéma ainsi qu'une liste des noms des pièces pour vous aider. Photo : Bell UH-1 Iroquois ‘Huey’ - Même modèle d’Hélicoptère que celui présenté dans le diagramme. Activité conçue pour amener les élèves à découvrir les parties essentielles d’un hélicoptère, et à aborder les termes moins évidents et plus techniques. 2

8 Différentes parties d'un hélicoptère
J'espère que vous avez associé les noms techniques sur le diagramme comme suit : Réponses : Partie 1 La Cabine Fuselage. Comme pour les avions, il faut un élément principal pour loger les voyageurs et fixer tout le reste autour. 2) Patins d’atterrissage. Ils remplacent les roues d’un avion. Pouvez-vous expliquer pourquoi un hélicoptère n'a pas de roues ? 3) Portes de Cabine. Nécessaires pour permettre aux passagers d’entrer et sortir. Dans la mesure où les hélicoptères ne volent pas aussi haut que les avions commerciaux, les portes sont généralement beaucoup plus légères. Encore une fois, pouvez-vous expliquer pourquoi cela ? “Pas de roues !” C’est évident : l'hélicoptère décolle et atterrit verticalement, il n’y a pas de prise d’élan sur une longue piste construite à cet effet pour créer la portance ; les pales du rotor y parviennent par leur rotation. Pas si évident ! Les Avions sont construits pour voler à haute altitude et doivent maintenir la pression à l'intérieur de la cabine à un niveau supportable par les passagers. La pression à l'extérieur est bien moindre et le fuselage (y compris les portes et hublots) doivent être très solides (et donc lourds) ou l'avion risque de se désintégrer dans les airs. Les avions légers construits pour voler à basse altitude et à des vitesses limitées n'ont pas besoin de tels niveaux de résistance. Diminuer le poids d’un appareil réduit sa consommation de carburant et augmente son rayon d’action.

9 Différentes parties d'un hélicoptère
REPONSES : Partie 2 Section Arrière Poutre de Queue. Elle fait partie de la structure globale et recouvre diverses parties de l'empennage. Stabilisateur. Il est contrôlé par le pilote et permet à l'hélicoptère de gérer la prise de hauteur. Empennage de Queue. Il permet les rotations gauches et droites. Rotor de Queue. Cet élément pousse l'hélicoptère dans le sens opposé au rotor principal ; sans lui, l'hélicoptère aurait tendance à tourner sur lui-même ! Ces termes sont beaucoup moins évidents. Certains mots sont tirés de métaphores nautiques (p. ex. la nageoire). Certains termes demandent une explication – Voir le Guide de l'enseignant associé.

10 Différentes parties d'un hélicoptère
Pales du Rotor. De forme identique aux ailes d‘un avion, leurs rotation génère la portance nécessaire à l’aéronef. Moteur. Il alimente l'hélicoptère et se décline en différents types et tailles. 10) Transmission. Elle convertit le mouvement de rotation horizontal du moteur en un mouvement vertical qui fait tourner les pales. 11) Arbre moteur. Un système complexe de connexions qui incline les pales à des angles variables pour permettre à l'hélicoptère de se déplacer dans toutes les directions. REPONSES : Partie 3 Rotor principal Voir le Guide de l'enseignant associé.

11 Comment fonctionnent-elles dans l’air ?
Les Pales du Rotor : Comment fonctionnent-elles dans l’air ? Comme nous l'avons vu précédemment, les pales du Rotor ressemblent à des ailes, mais comment maintiennent-elles l’hélicoptère dans les airs ? Ci-dessus, un dessin et une photo d'une pale de rotor. Comme vous pouvez le constater, elles montrent que la lame a la forme d'une aile aérodynamique d’avion. Ce profil aérodynamique génère l'ascenseur par le biais d'une différence de pression, exactement comme pour les avions.

12 Chaque pale du rotor a sa surface supérieure courbée.
Les Pales du Rotor : Comment fonctionnent-elles dans l’air ? Air Chaque pale du rotor a sa surface supérieure courbée. Une grande quantité d'air s'écoule au dessus des lames lorsqu’elles sont en rotation. L'air circule beaucoup plus rapidement sur la pale du rotor que sous elle. Cela provoque une différence de pression entre le dessus et le dessous de la pale. Cette différence de pression entraîne une force de portance, qui tire l'hélicoptère vers le haut. L'hélicoptère est effectivement « aspiré » dans l'air lorsqu’il décolle !

13 Les pales du Rotor, quoi d’autre ?
Comment fonctionnent-elles dans l’air ? Maintenant, nous savons comment l’effet «Aspiration» est généré pour assurer le décollage, il faut maintenant être capable de se déplacer. Si les lames ne bougent pas durant leur rotation, l’hélicoptère va juste continuer à monter !

14 Se déplacer dans les airs
Mais il faut également se déplacer à gauche ou à droite et « choisir» une certaine direction. Comment faire ? C'est ici qu'une partie de l'hélicoptère appelé plateau oscillant entre en jeu. Celui-ci est composé d’un moyeu et d'une série de les tiges où toutes les pales du rotor sont connectés ensemble, le Hub. Ce plateau oscillant incline les lames en poussant ou en tirant sur certaines tiges, donc en modifiant l'écartement (l’angle) des lames individuellement lorsqu’elles sont en rotation. Simple… non ? Pales Hub Plateau oscillant Tiges [pour monter et descendre le moyeu et donc l'inclinaison des pales]

15 Les Pales du Rotor : Quoi de plus !
Pour aller vers l'arrière, il faut incliner le moyeu et des pales vers le haut et l’hélicoptère pars… vers l'arrière. Pour faire le contraire et aller vers l'avant, il faut incliner le hub et les lames vers l’avant et cela entraine le déplacement vers l'avant. Pour se déplacer latéralement, il faut incliner le hub et les lames vers la droite ou vers la gauche. ARRIERE AVANT GAUCHE OU DROITE

16 Comment contrôle-t-on un hélicoptère ?
Sachant que les pales du rotor s’inclinent pour gérer les directions prises par l'hélicoptère, comment fait le pilote pour contrôler cela ? Siège du Pilote Cyclique Pédales Collectif Trois commandes principales de l’hélicoptères entrent en jeu : Levier de pas cyclique Pas général (ou collectif) Pédales

17 Comment contrôle-t-on un hélicoptère ? Le Cyclique
Le cyclique a la forme d'un frein à main dans une voiture et contrôle le plateau cyclique, vu précédemment. Avec ce « joystick » dans une main, le pilote contrôle l'angle d'inclinaison du plateau cyclique et peut donc peut décider dans quelle direction doit aller l'hélicoptère. Les commandes de vol comprennent des leviers et des pédales disposés à l'intérieur du poste de pilotage. Ces éléments sont le plus souvent doublées, pour le pilote et le copilote. Les commandes principales sont : le levier de pas cyclique (manche) : le cyclique contrôle l’inclinaison du rotor principal en créant une modification de l'angle d'incidence des pales ; le pas général (ou collectif) : le collectif contrôle l’angle de pas de toutes les pales, ce qui a pour conséquence de modifier la portance générée par le rotor ; le palonnier augmente ou diminue l'incidence des pales du rotor de queue, et donc la force de poussée générée par celui-ci. Il faut bien avoir à l'esprit que la poussée du RAC doit permettre de compenser le couple généré par le rotor principal. Ainsi, toute variation de la puissance mise en jeu sur le rotor principal, donc de la position du collectif, nécessite une action au palonnier. Le sous-ensemble des "commandes de vol" comprend également toute la timonerie reliant les leviers et pédales aux rotors.

18 Comment contrôle-t-on un hélicoptère ? Le Collectif
Il a la forme d'une manette de jeu d'un ancien ordinateur et fonctionne un peu comme l'utilisation des joysticks par les pilotes d’avions. Avec ce contrôleur « Collectif » dans la main, le pilote peut déterminer si l'hélicoptère doit monter ou descendre. Les commandes de vol comprennent des leviers et des pédales disposés à l'intérieur du poste de pilotage. Ces éléments sont le plus souvent doublées, pour le pilote et le copilote. Les commandes principales sont : le levier de pas cyclique (manche) : le cyclique contrôle l’inclinaison du rotor principal en créant une modification de l'angle d'incidence des pales ; le pas général (ou collectif) : le collectif contrôle l’angle de pas de toutes les pales, ce qui a pour conséquence de modifier la portance générée par le rotor ; le palonnier augmente ou diminue l'incidence des pales du rotor de queue, et donc la force de poussée générée par celui-ci. Il faut bien avoir à l'esprit que la poussée du RAC doit permettre de compenser le couple généré par le rotor principal. Ainsi, toute variation de la puissance mise en jeu sur le rotor principal, donc de la position du collectif, nécessite une action au palonnier. Le sous-ensemble des "commandes de vol" comprend également toute la timonerie reliant les leviers et pédales aux rotors

19 Comment contrôle-t-on un hélicoptère ? Les Pédales
Enfin il y a deux pédales où le pilote pose chacun de ses pieds. Avec ces dernières, le pilote peut déplacer le rotor de queue sur le côté, donc tourner l'avion à gauche ou à droite tout en gardant le niveau horizontal du fuselage. En jouant habilement sur la combinaison de ces trois commandes de vol, le pilote peut diriger totalement son engin ! Les commandes de vol comprennent des leviers et des pédales disposés à l'intérieur du poste de pilotage. Ces éléments sont le plus souvent doublées, pour le pilote et le copilote. Les commandes principales sont : le levier de pas cyclique (manche) : le cyclique contrôle l’inclinaison du rotor principal en créant une modification de l'angle d'incidence des pales ; le pas général (ou collectif) : le collectif contrôle l’angle de pas de toutes les pales, ce qui a pour conséquence de modifier la portance générée par le rotor ; le palonnier augmente ou diminue l'incidence des pales du rotor de queue, et donc la force de poussée générée par celui-ci. Il faut bien avoir à l'esprit que la poussée du RAC doit permettre de compenser le couple généré par le rotor principal. Ainsi, toute variation de la puissance mise en jeu sur le rotor principal, donc de la position du collectif, nécessite une action au palonnier. Le sous-ensemble des "commandes de vol" comprend également toute la timonerie reliant les leviers et pédales aux rotors

20 Hélicoptères Vous devez maintenant en savoir suffisamment pour suivre ce film sur les hélicoptères. Intéressés ? Quand vous rentrerez chez vous, jetez un œil sur «Hélicoptères» sur YouTube. Il y a des trucs fascinants ! S'il vous plaît regarder la vidéo 2 Hélicoptère Video source – C'est pas sorcier

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