Tome 1

5 AERODYNAMIQUE DE L’HELICOPTERE COAXIAL
DIGITAL COMBAT SIMULATOR
Ka-50 BLACK SHARK
De nos jours, l’industrie mondiale de l’hélicoptère emploie deux configurations pour le rotor principal - rotor unique et rotors
coaxiaux. La plupart des hélicoptères utilisent la configuration à rotor unique.
Les pionniers du développement de l’hélicoptère étaient pleinement conscients des avantages fondamentaux que présente la
configuration coaxiale ; en fait, plusieurs projets et tentatives pour construire des hélicoptères coaxiaux à différentes périodes
de l’Histoire sont bien connus. Cependant, seuls les hélicoptères à rotor unique dotés d’un rotor de queue furent mis en service
à grande échelle par les concepteurs occidentaux. Les hélicoptères à rotor unique furent également développés et largement
utilisés en Union Soviétique et en Russie. Avec l’essor de l’industrie hélicoptériste nationale, des efforts et des fonds
considérables furent employés à faire progresser le développement de la configuration à rotor unique ; cependant, ces efforts
ne parvinrent pas à résoudre certains défauts fondamentaux inhérents à cette configuration.
Du fait de leur plus petite dimension, de leur rapport puissance-poids élevé, de leur excellente manœuvrabilité et de leur
symétrie aérodynamique, les hélicoptères coaxiaux furent largement utilisés comme hélicoptères embarqués opérés par la
marine soviétique. L’aviation civile se lança dans l’utilisation à grande échelle des hélicoptères coaxiaux Ka-26 et Ka-32.
Entre la fin des années 70 et le début des années 80, toutes les conditions furent réunies pour le développement d’un
hélicoptère de combat à rotors coaxiaux, qui fut par la suite baptisé Ka-50. La compétition acharnée mais équitable entre le Ka-
50 (rotors coaxiaux) et le Mil Mi-28 (rotor unique) déboucha sur une victoire incontestable du Ka-50, et il entra en production
au profit de l’armée russe.
Principes de la Compensation du Couple de Réaction
La configuration coaxiale est particulière car elle utilise un principe de compensation du couple de réaction qui est
fondamentalement différent de celui de la configuration à rotor unique. Pour contrer le couple de réaction du rotor principal
d’un hélicoptère à rotor unique, un rotor anti couple de queue est nécessaire. Pour leur part, les couples de réaction des rotors
coaxiaux sont compensés par les forces contrarotatives qui
s’annulent mutuellement. Cela supprime le besoin de tout apport de
force additionnel tel qu’un rotor de queue. Les couples de réaction
des rotors coaxiaux sont compensés automatiquement au cours du
vol, ne nécessitant de ce fait aucune action de compensation par le
pilote.
5-1 : Qualité aérodynamique des rotors
coaxiaux et d’un rotor simple en stationnaire
Rendement de Puissance
5-2 : Schéma de l’écoulement au travers des rotors coaxiaux
L’une des singularités des rotors coaxiaux ayant un couple de
réaction nul en vol stabilisé vient du fait que les actions aux pédales
du pilote créent une disparité entre les couples de réaction supérieur
et inférieur des rotors. Le couple de réaction total résultant peut
donc être utilisé pour le contrôle directionnel en lacet.
La méthode de compensation du couple de réaction employée dans
un hélicoptère à rotor unique nécessite l’attention constante du
pilote. Pour obtenir un vol stabilisé, le pilote a besoin d’ajuster les
forces latérales du rotor de queue, cela crée un certain désavantage
pour l’hélicoptère comparé à une formule coaxiale.
En ce qui concerne la puissance, la formule
coaxiale possède une avance considérable sur
son équivalent à rotor unique car toute la
puissance disponible est transférée au
fonctionnement du rotor, c’est-à-dire utilisée
pour développer la portance. La formule à
rotor unique doit pour sa part partager la
puissance entre le rotor principal et le rotor de
queue ; le rotor anti couple peut consommer
entre 10 et 12% de la puissance totale.
Une autre particularité importante de la
configuration coaxiale est apparente lorsque
l’hélicoptère est en vol stationnaire. Le flux
d’air du rotor supérieur rétrécit de 15-20% au
niveau du rotor inférieur et cela permet à ce
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