Tous les hélicoptères peuvent-ils planer et combien de temps faut-il pour “ sarrêter ”?

Comme indiqué dans une autre réponse, tous les hélicoptères peut planer, mais un «vol stationnaire élevé» (hors effet de sol ou surtout en altitude opérationnelle) est une manœuvre plus difficile, nécessitant plus de puissance quun vol stationnaire au sol, et étant plus difficile à maintenir (car les points de référence sont beaucoup plus éloignés ).

Les hélicoptères génèrent plus de portance pour la même puissance lorsquils sont en vol vers lavant, et la transition de lavant au vol stationnaire nécessite une combinaison bien contrôlée dajout de puissance, dajustement commandes collectives, cycliques (dans les deux axes) et anti-rotation – cest-à-dire que cest beaucoup plus difficile que de simplement voler vers lavant à basse vitesse. En général, une fois en altitude et en vol vers lavant, il est beaucoup plus facile de continuer le vol vers lavant (cest aussi plus sûr, car en cas de panne, lautorotation fonctionne mieux si vous avez déjà une certaine vitesse davance).

Le survol sur les instruments est encore plus difficile quun vol stationnaire haut – donc si la visibilité est un problème, il est généralement préférable de continuer le vol vers lavant que de tenter un vol stationnaire haut.

Commentaires

• Ce doit être le point où je ne ‘ pas tout à fait obtenir:  » Les hélicoptères génèrent plus portance pour la même puissance en vol avant « . Je crois comprendre que pour avancer, lhélicoptère est quelque peu  » incliné vers lavant  » (piqué), et que ce qui était la portance verticale est maintenant divisé en un (plus petit) composant vers le haut et un composant vers lavant. Comment plus de portance est-elle générée dans cette situation? Est-ce le flux dair le mouvement vers lavant qui ajoute  » au flux dair du mouvement de rotation et génère ainsi plus de portance?
• La façon dont je ‘ je lai vu schématisé,  » la portance de translation  » est due à laugmentation du flux dair à travers le disque rotor par rapport au vol stationnaire . Contrairement à un autogire, ce flux dair est vers le bas par le haut (car le collectif est positif, où un autogire a un pas de pale négatif pour sassurer quil tourne automatiquement), et plus lair est ajouté à la condition de vol stationnaire, plus la portance est générée (ou le moins de puissance est nécessaire pour le même ascenseur).
• Un hélicoptère en vol stationnaire fonctionne dans son propre downwash, ce qui réduit la portance et nécessite plus de puissance. Les hélicoptères participant aux opérations de sauvetage en montagne se brisent souvent lorsquils entrent en vol stationnaire à haute altitude, mais nont pas la puissance nécessaire pour le maintenir. (@jcaron)
• @jcaron une autre façon (simplifiée) de voir les choses est que le disque rotor se comporte comme une aile: il ne permet pas le flux dair horizontal du vol vers lavant à travers lui-même (en vol propulsé au moins ), il est donc dévié et crée une portance supplémentaire, comme il le ferait sil rencontrait une aile en forme de disque. Bien sûr, il sagit dune aile à faible rapport hauteur / largeur et inefficace, mais elle fonctionne néanmoins.
• techniquement, les pales de rotor ont un rapport hauteur / largeur beaucoup plus élevé que presque toutes les ailes (en plus peut-être celles des planeurs).

Oui, tous les hélicoptères peuvent planer, mais cela nécessite:

• Plus de concentration pour vol stationnaire que de voler, car les hélicoptères sont instables en vol stationnaire en tangage et roulis. La vitesse vers lavant assure la stabilité et piloter un hélicoptère avec une vitesse vers lavant est comparable au pilotage dun avion à voilure fixe, tandis que le vol stationnaire est comparable à se tenir au sommet dun gros ballon gonflable.
• Plus de puissance pour survoler que pour voler avec une vitesse avant. En effet, en vol stationnaire, il y a plus de traînée induite quen vol avant. Le graphique ci-dessous provient de la réponse liée et montre la baisse de la puissance totale requise lorsque la vitesse augmente à partir de zéro.

Pour survoler, la puissance disponible doit être supérieure à la puissance requise. La puissance du moteur disponible diminue avec laugmentation de laltitude en raison de la diminution de la densité de lair, ce qui fait que les hélicoptères ont un plafond en vol stationnaire, où la puissance disponible est égale à la puissance requise.

Leffet de sol réduit la puissance requise, ce qui entraîne deux vol stationnaire plafonds, effet de sol et effet de sol extérieur. Mais même en dessous du plafond de vol stationnaire OGE, il est tout simplement plus sûr pour un hélicoptère de prendre la vitesse avant le décollage:

• Comme indiqué, voler à la vitesse laisse plus de carburant à bord pour la durée de voyage requise .
• Pendant le vol stationnaire OGE, laltitude doit être maintenue à laide de laltimètre, tandis que le tangage et le roulis instables doivent être corrigés. La concentration requise pour regarder les instruments réduit la conscience de la situation. Le maintien du niveau de lhélicoptère ne peut se faire en utilisant uniquement les instruments car la vision périphérique nest pas impliquée. Où le vent prend, lhélicoptère ne peut pas être vu à partir des instruments, et les aéronefs à voilure fixe en vol sont beaucoup plus difficiles à se concentrer.
• Si laltitude nest pas maintenue en vol stationnaire OGE, il y a la possibilité que lhélicoptère entre dans l état danneau vortex , une situation dangereuse où il senfonce dans son propre sillage de rotor. Létat de lanneau de vortex nexiste pas lors dun vol vers lavant.

Commentaires

• Je nen ai vraiment pas ‘ t comprendre pourquoi létat de lanneau de vortex ne se produit ‘ à aucun moment pendant lopération 0 IAS, et je soupçonne quil le fait partiellement. Je me rends compte que jai un recul de 20/20 ici, mais que cela se produise à lintérieur dun héliport fortifié (par exemple la place de Bin chargé ‘) me semble tout à fait évident.
• @ Harper-ReinstateMonica Le côté inférieur du disque du rotor pousse lair vers le bas, le côté supérieur aspire lair. Dans une certaine mesure, même sans taux de descente, il y a un certain flux inversé au bout des pales, ce qui se traduit par une légère perte de portance et augmentation de la traînée. Leffet de pointe est normalement pris en compte lors du dimensionnement des moteurs et des rotors, qui tous descend dans le drain si lhélicoptère senfonce dans son propre downwash.
•  » le vol stationnaire est comparable debout au-dessus dun gros ballon gonflable  » – Pourquoi ny a-t-il pas de systèmes autonomes pour maintenir le vol stationnaire?
• Des systèmes de vol stationnaire automatique @aroth existent, mais sont pas très répandu dans les conceptions civiles en raison du petit marché, ce qui entraîne une adoption plutôt lente des nouvelles technologies.
• @RussellMcMahon Jai ‘ lai entendu décrire par un pilote breveté à voilure fixe qui suit une première leçon de transition en hélicoptère comme  » comme piloter un Cessna non compensé « . Plus votre vitesse d’avancement est rapide, plus vous devez corriger le roulis (portance déséquilibrée entre les pales qui avancent et celles qui reculent), plus vous appliquez de puissance, plus le rotor de queue est nécessaire, et ‘ reste la jonglerie constante de laccélérateur et du collectif pour gérer laltitude et le régime – mais ‘ est toujours plus facile que le vol stationnaire.

Lorsque vous naviguez sur WX dans un hélicoptère, le vol en orbite représente souvent moins de travail.Il donne une perspective supplémentaire et permet un déplacement latéral facile au cours de lorbite. Cela réduit également les changements de configuration et les changements de puissance possibles, car lavion peut être maintenu en portance de translation.

La navigation dattente IFR pour les hélicoptères est essentiellement identique à celle des avions, et les prises régulières sur une intersection ou une aide à la navigation sont attribuées par ATC. Ceci est à titre informatif par rapport à la question OP, car dans lexemple, lhélicoptère était VFR ou SVFR et une prise aux instruments conventionnelle ne serait pas utilisée à moins quune autorisation IFR ne soit émise. Le vol stationnaire à un endroit sans référence visuelle ne peut pas être facilement accompli. La plupart des hélicoptères ne sont pas équipés pour une prise totalement IMC. Par exemple, un petit mouvement en ligne avec le longitudinal ne peut pas être déterminé avec précision avec les instruments normalement utilisés pour le vol IFR. Bien que le GPS / IMS / FMS puisse fournir ces informations, ce nest pas fait de manière conventionnelle. En bref, un hélicoptère vole IFR comme un avion et plane avec une référence visuelle.

En résumé, une orbite permet une meilleure visibilité dans toutes les directions et donc une meilleure connaissance de la situation, et elle ne nécessite pas de changement de configuration, et elle nécessite moins de puissance par unité de temps si la vitesse est dans une enveloppe raisonnable.

Commentaires

• Juste un petit mot, car il ne répond pas directement à la question du PO … Dans le conflit du Vietnam, il était courant de essayez de sélectionner une LZ qui était un peu plus grande, de sorte que lhélicoptère puisse orbiter à proximité immédiate de la LZ et avec plus de protection contre les tirs ennemis. Le décollage dun vol dévacuation (trop) fortement chargé serait en effet de sol et passerait habilement au mouvement vers lavant, de sorte que la portance de translation aiderait la montée. Bien sûr, on apprend aux pilotes à ne jamais surcharger leurs hélicoptères …
• Concernant le Vietnam et les hélicoptères en effet de sol, je recommande vivement le livre  » To The Limit « . Une chose dont je me souviens dans ce livre: les hélicoptères étaient terriblement sous-alimentés pour les tâches pour lesquelles ils étaient utilisés!
• @sandos concernant le Vietnam et les hélicoptères – Je recommande très fortement  » Chickenhawk « . Plus drôle que  » MASH  » Plus sanglant, plus effrayant, plus sobre, plus éclairant, plus réel et plus intéressant que  » MASH  » Un récit du monde réel de la terreur totale de voler un UH-1  » Huey  » hélicoptère (PAS un Cobra) au Vietnam.
• Jai plusieurs copains vieillissants qui étaient des pilotes de Huey, et je lai dit de grandes histoires dêtre surchargé et incapable de quitter la LZ à moins dêtre en translation. Plus tard, jai appris comment cela pouvait être le cas, puis jai réalisé à quel point ils devaient être surchargés. Lorsquils ont été confrontés, ils ont nié avoir jamais été surchargés, juste une journée chaude et humide.

Lorsquun hélicoptère plane, il est essentiellement assis dans son propre lavage. En poussant lair vers le bas, il crée une zone de basse pression au-dessus de lui-même et une zone de haute pression en dessous. Pour rester en vol stationnaire, il doit aspirer de lair de la zone de basse pression et poussez-le dans la haute pression sont en dessous, ce qui prend beaucoup dénergie. Sil vole plutôt vers lavant, il rencontre de lair frais sans (autant) de différence de pression pour se battre.

Le calcul à ce sujet : Supposons que vous ayez un hélicoptère dont la masse $ m_1 $ reste en lair pendant un certain temps $ t $ . Si il était juste en chute libre, il acquerrait une vitesse de $ gt $ , pour un élan de $ m_1gt $ . Donc, pour quil nacquière aucune vitesse descendante, il doit en quelque sorte jeter $ m_1gt $ délan. Il a donc besoin dune masse de réaction pour transférer cette dynamique. Cette masse est de lair. Sil pousse lair avec une masse $ m_2 $ vers le bas à une vitesse $ v_2 $ (cest-à-dire la vitesse de lavage), le lélan sera $ m_2v_2 $ . En définissant $ m_1gt $ égal à $ m_2v_2 $ , nous trouvons que $ v_2 = \ frac {m_1gt} {m_2} $ . Lénergie de cet air sera $ \ frac {m_2v_2 ^ 2} 2 $ , ou $ \ frac {m_2} 2 (\ frac {m_1gt} {m_2}) ^ 2 $ , ce qui se réduit à $ \ frac {(m_1gt) ^ 2} {2m_2} $ .

Donc, plus lhélicoptère pousse dair, plus la vitesse de lavage est basse et moins lhélicoptère consomme dénergie. En continuant de voler vers lavant plutôt que de planer, lhélicoptère rencontre plus dair, permettant une vitesse de lavage plus faible.

Cest un phénomène pour tous les avions plus lourds que lair: plus ils volent vite, plus il est facile de produire de la portance.

Question 1: Non, un S-76 peut planer, mais il est plus énergivore quune croisière économique. Il était plus logique de tourner et de se tenir dans une zone plutôt que de planer. De plus, le vol stationnaire en altitude peut être dangereux en cas de panne du moteur ou du rotor de queue et avoir une certaine vitesse avant peut aider à effectuer un atterrissage autorotatif, si nécessaire.

Question 2: Ce qui a provoqué laccident est spéculative jusquà ce que le NTSB publie son rapport. Nous nobtiendrons pas de réponse définitive dici là. Nous savons que lensemble du bassin de Los Angeles signalait un faible couvert et à la fois KBUR et KVNY signalaient localement des conditions météorologiques IFR. Lhélicoptère se tient à lécart de KBUR de classe C jusquà ce quil reçoive une autorisation VFR spéciale, puis se dirige vers le nord-ouest, contournant les bords.de la zone KVNY Classe D, tourner à gauche pour se diriger vers le sud en direction de Calabasas et suivre CA101 à travers les canyons à une vitesse élevée, environ 120 KIAS . Lune des dernières interactions ATC a été de dire à lapproche SoCal quil manœuvrait pour éviter les nuages. On ne sait pas exactement quels facteurs ont conduit à laccident à ce moment-là, bien quen tant que pilote, jai quelques théories. Il semble que le pilote volait en SVFR, mais avec les hélicoptères, la visibilité peut être aussi basse que 800 m (1/2 mille) pour les opérations SVFR. Étant dans un canyon étroit avec des conditions météorologiques marginales et essayant de voler à une vitesse élevée, il ne restait probablement pas beaucoup doptions si le canyon se bloquait.

Un S-76 entièrement chargé pèse à environ 11 000 lb (5 000 kg) et en croisière à 130 KIAS, il faudra un peu de temps pour larrêter. Cela peut être au-delà de ce que la visibilité permettrait ce jour-là.

Commentaires

• Suppression dune autre spéculation de votre réponse. Veuillez ne pas spéculer sur les enquêtes en cours.

Tous ne peuvent pas planer indéfiniment.

Un hélicoptère dattaque MI-24 Hind de lère soviétique entièrement chargé ne pouvait planer que pendant 15 à 20 secondes, avant les moteurs sont endommagés par la surcharge.

Les agences de renseignement américaines se sont demandé pourquoi les Hinds semblaient toujours faire un décollage en cours dexécution plutôt que de sarrêter en vol stationnaire pour décoller, jusquà ce quils mettent la main sur un et découvrent que out.

Commentaires

• Cependant, il serait très faux de supposer que le Mi 24 est incapable de telles manœuvres ou de manœuvres à faible vitesse encore plus exigeantes. La contrainte doit être  » entièrement chargée  » ici youtu.be/waHOJ5LaEvc?t=161 La comparaison de transport est grande dans cet oiseau et il ne va certainement pas être complètement chargé avec le personnel transporté et son équipement dans un rôle dattaque.

Comme beaucoup dautres commentateurs lont mentionné ici, la charge de travail est beaucoup plus simple et réduite pour le pilote de voler en avant plutôt quen stationnaire. Il faut également plus de puissance au moteur pour planer que pour voler vers lavant, et cela est en grande partie lié aux effets mentionnés ci-dessus concernant le fait de devoir tirer de lair du dessus du rotor vers le bas. Cela me permet également déconomiser un peu dessence. Une chose que je ne vois pas mentionnée ici, cest quil est également nettement plus sûr de voler en avant quen vol stationnaire, en ce sens quil y a une marge derreur beaucoup plus grande en vol vers lavant quen vol stationnaire, et je vais faire un effort pour expliquer.

Les hélicoptères, en cas de panne de moteur, peuvent effectuer une rotation automatique. Cela signifie essentiellement que vous « glissez » lhélicoptère (cela fonctionne comme ces bâtons avec une hélice sur eux que vous faites tourner entre vos mains et ils volent un peu). La rotation automatique tout en avançant est beaucoup plus facile à faire et beaucoup plus douce que la rotation automatique en vol stationnaire. Si je fais une rotation automatique en vol stationnaire, je dois dabord convertir une certaine altitude en déplacement vers lavant, et une fois que je le fais, je peux « glisser » vers le sol. Quand je mapproche du sol, je convertis la vitesse davancement I maintenant dans le rotor, donc je viens essentiellement à un arrêt et un atterrissage en douceur. Quest-ce que cela signifie, en pratique? Cela signifie que si je avance, je peux tourner automatiquement à nimporte quelle altitude. Je peux faire une rotation automatique entre 20 pieds et 15000 pieds daltitude. Si je suis en vol stationnaire et que je dois effectuer une rotation automatique, jaurai probablement besoin de quelque part entre 200 et 500 pieds daltitude pour effectuer une rotation automatique et atterrir en toute sécurité. Quand je vole, je suis à laise de planer très près du sol (1-30ft) et je suis à laise en vol stationnaire à plus de 500 pieds. Je « suis beaucoup moins à laise (du point de vue de la sécurité) en planant à 250 pieds que je ne le suis à 1000 pieds.

TLDR;
Jai tendance à penser que le rotor tourne comme une » batterie « .Si le rotor cesse de tourner, je nai plus dénergie et je tomberai du ciel. Le rotor utilise constamment de lénergie pour me maintenir en vol, et cette utilisation de lénergie du rotor le ralentira. Je peux ajouter plus dénergie au rotor en utilisant le moteur, mais je peux aussi convertir le mouvement vers lavant et laltitude en rotation le rotor. Si je perds le moteur, je commencerai à descendre pour maintenir le rotor en rotation jusqu’à ce que je sois près du sol. Maintenant, il n’ya pas de déjeuner gratuit, donc ce que je ne peux pas faire, c’est échanger mon altitude contre la vitesse du rotor, et puis utiliser exactement la même énergie pour échanger la vitesse de mon rotor pour arrêter ma chute. Il y a du frottement, etc., et donc je vais frapper le sol TRÈS fort si je fais ça. Ce que je peux faire, cest avancer aussi! Donc maintenant, je vais de lavant, et jéchange laltitude pour la vitesse du rotor, ce qui signifie essentiellement que je tombe lentement (descendant). Lorsque je mapproche du sol, je peux ralentir le mouvement vers lavant de lhélicoptère et convertir également lénergie vers lavant en vitesse du rotor! Cela signifie que je peux arrêter davancer et, par conséquent, avoir un atterrissage très doux. Cest pourquoi je ne peut pas pivoter automatiquement à partir dun survol facilement. Tout dabord, je dois convertir une partie de mon altitude en déplacement vers lavant, puis ralentir ma descente à mesure que je mapproche du sol. Ensuite, je convertis ce mouvement vers lavant en rendant mon atterrissage agréable et doux. La conversion de cette altitude en mouvement vers lavant me prendra environ 200 à 400 pieds, cest pourquoi les pilotes dhélicoptère naiment pas planer à basse altitude.
END TLDR;

Tous les hélicoptères peuvent planer. Cest le principal avantage de ce type davion sur lautogire. Presque tous les aéronefs à voilure tournante sont aujourdhui des hélicoptères, avec seulement un nombre relativement restreint dautogyres encore disponibles. Les autogyres les plus avancés des années 30, avant que les hélicoptères nexistent, étaient capables de décoller et datterrir verticalement, mais ne pouvaient pas planer.

Commentaires

• Tous les hélicoptères ne peuvent pas planer hors de leffet de sol à tous les poids. Le poids maximum pour décoller & fonctionner en toute sécurité peut être bien au-dessus du poids maximum pour survoler hors de leffet de sol. Le vol stationnaire en effet de sol consomme considérablement moins de puissance que le vol stationnaire hors effet de sol.
• En effet de sol ou non, le vol stationnaire est une caractéristique distinctive des hélicoptères. Aucun autogire ne peut planer, même en effet de sol …

Quelques informations intéressantes qui mont été communiquées par un pilote dhélicoptère très expérimenté aujourdhui … des choses qui ne sont pas évidentes …

Premièrement, comprenez quun hélicoptère en vol stationnaire na aucune stabilité naturelle. À moins que le pilote nen garde un contrôle actif et immédiat, comme en utilisant des références visuelles, un hélicoptère en vol stationnaire commencera à changer dattitude et de vitesse et à accélérer ces changements jusquà ce quil sécrase. En mode de vol vers lavant, lhélicoptère a la stabilité naturelle dun avion.

À basse vitesse , laéronef avertira le pilote par un avertisseur de décrochage que les caractéristiques de vol sont sur le point de changer radicalement. Les hélicoptères ninforment pas le pilote lorsque lhélicoptère passe du vol avant au vol stationnaire. Cest au pilote de le savoir.

Ceci est important à garder à lesprit, car le S76 en question sétait envolé dans le brouillard. Zéro références visuelles. Il était également entré dans une montée et avait perdu de la vitesse, suffisamment là où il semble être passé du vol avant (où il a la stabilité naturelle dun avion) au vol stationnaire avec une stabilité nulle.

Les instruments dans la plupart des commerciaux les hélicoptères sont les mêmes que dans un avion, et donc seulement utiles si lhélicoptère a une vitesse avant suffisante pour être en mode de vol avant, cest-à-dire> 30 kts pour un aéronef de la taille et du poids du S76. On ne peut pas survoler un hélicoptère avec des instruments davion, uniquement sur des instruments. Ils ne sont pas assez précis. Certains aéronefs militaires disposent dinstruments supplémentaires qui fournissent des informations précises sur lattitude et laccélération pour permettre le vol stationnaire sans aucune référence visuelle, généralement des oiseaux SAR ou des opérations spéciales.

Ce que je ne savais pas jusquà aujourdhui: un hélicoptère avec des instruments de type avion ne peut pas être survolé avec succès dans des conditions IMC sur ces seuls instruments. En labsence de références visuelles ou dinstruments spécifiques à lhélicoptère, il deviendra de plus en plus instable et sécrasera. Et faites-le assez rapidement, comme dans les 30 secondes.

Commentaires

• Jai supprimé la grande section au milieu où vous spéculez encore sur un accident en cours denquête. Veuillez ne ‘ faire cela. Le reste ne répond pas à la question posée.