Si vous voulez savoir comment on utilise un autogire en toute sécurité, vous pouvez lire les articles "le Gyronaute et l'autogire" dans les numéros 154,155 et 156 de "Vol Moteur" Février,Mars et Avril 1999.
Ce sont des articles signés Daniel AUBIN qui ne peuvent absolument pas être considérés comme suffisant pour piloter un Autogire, mais qui sont particuliérement bien faits. .
2 livres à lire :
L'idéal c'est d'avoir les deux
L'Autogire: de la théorie
à la pratique de Vincent Hoffmann.
Beaucoup d'infos sur la technique de l'autogire.
Particulièrement une formule très simple qui vous donne
la puissance indispensable pour voler à une vitesse
donnée, en fonction du poids et de la finesse de l'appareil.
Et ça marche pour tous les appareils volants. Si on vous dit
qu'un 3 axes biplace vole à 180 Kmh avec un 503, ils faut vous
méfier. Pour réussir cet exploit il faut qu'il soit
très très léger et hyper, hyperfin. Le calcul
indique qu'on peut traîner 450 Kg avec un 503 mais pas à
plus de 90 Kmh, et c'est vrais. J'ai volé avec un Sky Ranger
et un 503 à 90-100 kmh en croisière. Les autogires
ayant une finesse de 3 ou 4 on se rend compte que chaque kilo
superflu coûte très cher en puissance.
L'autogire et sa technique de X.
Averso et J. Fourcade.
C'est un livre plus orienté pilotage. Il définit
clairement les vitesses minimales de vol en fonction de la hauteur
sol pour voler en sécurité avec son autogire.
Je les ai achetés par internet chez VLD (http://www.vldweb.fr). Mais vous pouvez les trouver ailleurs.
Autre document trouvé sur Internet mais où?? Je ne m'en souviens plus.
L'autogire :Une machine très peu connue.
Avant de voler en autogire: lisez au moins cet article : le plaisir de voler sera d'autant et l'inquiétude devant ce 'machin spécial' diminuera spectaculairement.....
Lorsque nous observons un autogire, il est différent de ce que nous avons l'habitude de voìr voler. Il ne ressemble pas du tout à un avion et un tout petit peu à un hélicoptère. Mais comment vole un autogire ? Est-ce que ses caractéristiques de vol sont différentes de celles d'un avion ? D'un hélicoptère ? Etonnamment, la plupart des gens ignorent l'originalité de l'autogire et décident a priori qu'il doit voler plus ou moins comme un avion. C'est le cas de ce pilote privé, bourré d'heures sur son propre avion et ayant décidé qu'un autogire devait voler comme un avion. Ayant refusé un minimum de formation, il a décollé avec un appareil qu'il venait de construire. ll s'est évidemment crashé. Le plus surprenant de l'histoire est que, l'appareil reconstruit et toujours persuadé que son appareil devait voler comme un avion, il a recommencé. Décollage et nouveau crash ! Soyons donc clairs : un autogire ne vole pas comme un avion. ll a ses propres caractéristiques de vol et bien qu'il vole un peu comme un hélicoptère le plus malin est de dire que l'autogire vole comme un autogire !
Ce n'est pas un appareil très difficile à piloter. ll est certainement plus facile qu'un hélicoptère, et à plusieurs égards plus facile qu'un avion. Les personnes qui le trouvent facile à piloter sont celles qui ont assimilé ses caractéristiques particulières. Une fois le fonctionnement bien compris, il est facile à faire voler.
Avantages de l'autogire.
Le terme autogire définit tout appareil volant, muni d'un
rotor non entraîné par un moteur. L'autogire a
été imaginé en vue d'éliminer le
décrochage. Son inventeur, l'Espagnol Juan de la Cierva, l'a
conçu après avoir détruit pour cette raison un
avion qu'il venait de construire. Partant de rien, dès le
quatrième prototype, le pari était complètement
réussi. Dans les années qui suivirent, il apporta de
nombreuses améliorations à son "Autogiro" de 1923. Non
seulement il inventa l'autogire mais on peut dire que, sans ses
découvertes, l'hélicoptère n'aurait jamais pu
voler. Dans les années 50, un ingénieur, le Dr lgor
Bensen, a introduit le moteur propulsif, ainsi que le couplage rigide
des deux pales. ll a appelé ce nouvel appareil de conception
simple et très léger : "Gyrocopter". Tous les autogires
actuels s'inspirent de cette configuration.
l. Les autogires ne décrochent pas.
Si vous essayez de voler de plus en plus lentement sur un avion,
vous arriverez fatalement au décrochage. En dessous d'une
certaine vitesse, l'aile s'arrête subitement et brutalement de
porter. L'avion va s'enfoncer. En poussant le manche il reprendra la
vitesse permettant de voler normalement en perdant quelques dizaines
de mètres d'altitude. Si un avion décroche près
du sol, il a peu de chances de survie. L'autogire par contre ne peut
décrocher. Ses 'ailes" constituées par les pales du
rotor tournent à environ 350 tr/mn, ce qui conduit à
une vitesse en bout de pale de 450 km/h. Que vous voliez aussi
lentement que vous le vouliez, cette vitesse circulaire des "ailes"
variera peu et vous garderez le contrôle. Et plutôt que
de voir le nez de votre appareil partir dans un terrible plongeon,
l'autogire perdra de l'altitude à faible vitesse. Bien
contrôlé, l'autogire pourra être remis en ligne de
vol normal, ou bien il pourra être posé.
2. Les autogires ne partent pas en vrille.
Sur un avion, la mise en vrille intervient quand une aile
décroche alors que l'autre continue de voler. Puisque
l'autogire ne peut décrocher, il ne peut non plus se mettre en
vrille !
3. Les autogires peuvent voler lentement.
Cet avantage découle directement des remarques
précédentes sur l'absence de décrochage. ll est
possible, à une altitude suffisante, de ralentir l'autogire
jusqu'à arrêt de la translation. Cette manoeuvre se
traduit par une mise en descente verticale, le mouvement de l'air
continuant à alimenter le rotor. Le retour en vol
stabilisé horizontal se fait en rendant
légèrement la main avec une perte d'altitude de
quelques mètres. Si le vent de face est fort, il peut
même faire une marche arrière par rapport au sol.
4. Les autogires ne sont pas sensibles aux facteurs de charge
positifs.
Les pilotes d'avion de voltige ont l'oeil rivé au
"G-mètre" qui mesure le "facteur de charge", il
représente l'augmentation des forces qui, au cours de
manoeuvres, vont s'appliquer à toute la structure. Un
dépassement de certaines limites de construction
entraîne une détérioration de la structure
pouvant provoquer des ruptures fatales. Ce problème n'existe
pas pour l'autogire : si vous essayez d'augmenter le facteur de
charge, en virage par exemple, l'air va s'échapper à
travers le "disque rotor" et ainsi limiter la charge positive
à 3,5 g une valeur relativement faible qui permet de concevoir
des cellules plus légères que celle des avions. Nous
verrons malheureusement plus loin que les facteurs de charge négatifs sont à proscrire impérativement.
5. Les autogires ont une "charge ailaire par pale" très
forte.
Pour les hélicoptères ainsi que les autogires, on
définit la "charge rotorique" en divisant le poids total en
charge par la surface du disque balayé par le rotor. Cette
charge théorique est comparable, en matière de vitesse
minimum, à celles des appareils à voilure fixe mais, en
réalité, nos vaillantes petites pales attaquent l'air
à des vitesses dignes d'un avion turbopropulsé. La
charge alaire sur une pale atteint 150 kg/m2, bien supérieure
à celle d'un Bonanza ! Pratiquement, les turbulences sont plus
ou moins découpées en tranche, et cette
insensibilité aux excès d'Eole se retrouve
également dans les manoeuvres au sol. ll est ainsi possible de
voler avec des météos qui clouent dans les hangars nos
chers pendulaires et la plupart des multi-axes.
6. Les autogires peuvent voler très lentement en
ajoutant de la puissance.
Si un autogire ne décroche pas et posséde tous les
avantages qui viennent d'être cités, est-il à
l'abri de tous dangers ? La réponse est hélas "NON".
Comme tout système mécanique mettant en jeu beaucoup
d'énergie, les autogires sont dangereux. Il ne viendrait
à personne l'idée de monter dans une automobile sans
s'inquiéter de la sécurité et des dangers. En
voiture, vous managez un risque et vous ne pensez pas en
général avoir un accident. De même l'autogire,
malgré son allure bizarre, doit être piloté de
manière à en réduire les risques potentiels au
minimum.
Limitations de l'autogire
Cinq des plus importantes sont décrites ci.après.
1. Détériorations au sol
Pour décoller, il est nécessaire d'amener le rotor
à une certaine vitesse de rotation. Celle-ci peu être
initiée à la main ou aidée par un
prélanceur, ensuite on commence à rouler doucement en
accélérant progressivement de manière à
entraîner une rotation de plus en plus rapide du rotor. On
continue jusqu'à obtenir la valeur nécessaire au
décollage. Cette mise en rotation est difficile car les forces
autorotatives sont très faibles au début, on peut
assimiler ce pénible démarrage à celui d'une
voiture en 5e. Une vitesse de roulage trop rapide en regard des tours
rotor peut entraîner le "battement" des pales, celles.ci se
mettent à battre d'une butée à l'autre et
peuvent endommager sérieusement la tête du rotor.
Remède : Formation et pratique pour apprendre à rouler à la bonne vitesse. Il faut aussi mettre le rotor à l'horizontale dans les virages et près des obstacles. C'est évident, et ce n'est pas un crime de le répéter: la check-list de la prévol prévoira une inspection soignée des pales et de la tête.
2. Passer au 2ème régime
Pour éviter d'entrer dans les explications habituelles
à l'aide de courbes, le Second régime peut se
caractériser plus simplement par une vitesse devenue si basse
qu'il est impossible de garder une altitude même en poussant
les gaz à fond. Par exemple: après un décollage,
on parcourt à quelques fractions de mètres toute la
piste à très faible vìtesse et forte puissance
moteur. Dans cette configuratìon il est probable que l'on sera
au Second régime et qu'il sera impossible de prendre de
l'altitude en bout de piste ! Autre cas : en vol, faire un virage dos
au vent sans bien contrôler sa vitesse air, cette configuration
fatale en avion peut au maximum obliger l'autogire à un poser
non voulu.
Remède : avoir suffisamment de vitesse air ou de réserve de puissance moteur. Ce que ne peut faire un avion qui décroche, un autogire le peut : remonter comme sur un escalier en mettant la "pêche".
3. Début de décrochage de la pale reculante.
Les autogires ne décrochent pas. lls ne le peuvent pas.
Alors ? Nous avons vu qu'en vol normal le bout des pales du rotor a
une vitesse d'environ 450 km/h. La vitesse de vol en translation
augmente la vitesse de la pale avançante et diminue celle de
la pale reculante. On a donc la possibilité d'arriver à
un décrochage progressant du milieu vers
l'extrémité de la pale reculante, et ceci, toujours
d'après notre cher Bensen, pour des vitesses
supérieures à 200 km/h ! Cette
éventualité n'est pas brutale comme dans un avion,
c'est juste une tendance à un roulis vers la gauche,
annoncée par des vibrations au double de la fréquence
rotor, cette tendance peut être facilement
contrôlée par le pilote.
Remède : On n'entend pas souvent parler de décrochage de la pale reculante parmi les pilotes d'autogire. Ceux-ci considèrent que cette possibilité n'est pas trés sérieuse. D'aprés Bensen, cette éventualité n'est connue que des pilotes d'essais et des ingénieurs.
4. Voler à G nul ou
négatif
Cette situation très dangereuse peut être
heureusement évitée. Si vous réalisez une
trajectoire ascendante en forme de cloche, vous vous retrouverez en
train de flotter dans votre siège : vous serez à
zéro G. Cette trajectoire qui peut être excitante dans
un manége de foire, ou bien utile dans l'entraînement
des astronautes, est mortelle en autogire.
Remède: Laissons de nouveau la parole au Dr lgor Bensen "Un autogire ne doit jamais voler à zéro G pendant plus de deux ou trois secondes, car la vitesse rotor décroît, celui-ci n'étant plus alimenté par le courant d'air. Des excursions courtes à G zéro ou négatif ne sont pas dangereuses et peuvent même survenir en conditions turbulentes sans effets critiques. Ainsi, les vols à G zéro ou négatif doivent être craints mais ne doivent pas être provoqués par le pilote pendant des durées supérieures à deux ou trois secondes. " ll est donc fortement recommandé de ne pas voler volontairement à zéro G même pendant un court instant. Ce n'est pas difficile à éviter. ll ne faut pas,essayer des manoeuvres acrobatiques ou extrêmes avec un autogire. ll ne faut pas faire la "cloche !", des mises en montée brutales, des virages violents. Faites des manoeuvres simples, le plaisir de piloter un autogire est suffisamment excitant par lui.même.
5. Le marsouinage (PIO: Pilote Induced
Oscillation)
Cette situation dangereuse est certainement la plus connue
dans le milieu de l'autogire. L'oscillation induite par le pilote
(PIO) ou marsouinage touche surtout les débutants au cours de
leurs premiers vols. Cette situation se traduit par un mouvement de
tangage de l'appareil qui, alternativement, monte et plonge de plus
en plus brutalement. Cette oscillation non contrôlée
peut devenir destructrice : les pales touchent l'hélice ou la
dérive, ou bien le rotor passe en G négatif et n'est
plus alimenté. C'est ce problème qui a conduit à
une profusion de critiques à l'égard des autogires.
Est-ce la faute de l'autogire ? Bensen dit "Non". C'est le pilote, en
général débutant, qui provoque le marsouinage,
pas la machine. Le déclenchement du marsouinage est dû
au fait que le pilote est trop lent sur le manche. Si la machine
lève le nez, il corrige en réduisant les gaz et en
mettant le manche en avant. Mais l'appareil se comporte comme un
pendule suspendu au rotor et est déjà prêt
à revenir vers le bas. L'action du pilote va aggraver la
plongée qui suit qu'il va corriger en augmentant les gaz et en
mettant le manche en arrière. Mais de nouveau son action a
lieu au moment ou l'appareil commence à revenir vers l'avant.
Le résultat se traduit par une montée encore plus
forte. Et inexorablement les actions du pilote augmentent ces
oscillations et rendent de plus en plus méchantes les
montées et les plongées. L'expérience montre
heureusement que l'on peut contrôler le marsouinage.
Remède : Formation, encore formation, toujours formation... ainsi qu' un bon stabilisateur horizontal...
La construction de la machine est un gage de sécurité, trop souvent méconnu. Un stabilisateur suffisant rend les machines bien plus sures. de La Cierva préconisait une surface de stab horizontale selon une formule reprise avec succes par Ronald Herron (ROTOPUP@aol.com) :
Surface du stab x longueur du bras de levier au 1/4 de la corde du stab = volume du stab =12 à 15 % du volume du Rotor. Volume du rotor=surface portante des pales (corde x longueur) x diametre rotor.
Pour un "Bensen" avec un rotor de 700 cm. et une corde de 18cm., on doit avoir: (18 x 700) x 700 =8 820 000 cm3 de volume rotor. 15% donne 1 323 000 cm3. Si le 1/4 de la corde du stab est a 120 cm de l'axe du rotor, le stab (1323000/120) a une surface de 11 025 cm2. (60 X 183 cm ou 40 X 275cm ) conviendrait. Vous en voyez beaucoup des "Bensen" avec de tels stabs? Curieusement tout le monde commence a s'y mettre, comme Averso en France. Les autogires Magni font également preuve de cette prudence.
Même si les machines doivent être conçues plus sécurisantes, la formation pratique reste indispensable. La règle actuelle aux USA est d'effectuer quinze heures de cours avant le brevet ! lls arrivent à une statistique d'accident sur autogire égale aux deux tiers de celle de l'aviation légère ! ll faut donc développer de bons réflexes sur le manche, et apprendre à contrôler le rythme rapide des réactions de l'autogire. Les caractéristiques de construction permettent également de limiter les tendances au marsouinage. Le trim de la tête de rotor doit être bien réglé, il faut l'ajuster, sur un autogire standard, de façon à ce que les efforts au manche soient annulés pour une vitesse de vol d'environ 80/90 km/h. ll faut d'autre part tenir le manche comme un petit oiseau, ne pas le tuer ni le laisser s'envoler... L'autre élément stabilisateur est un empennage horizontal suffisamment grand. Ceci n'est pas bien compris par certains pilotes confirmés qui le considèrent souvent comme inutile. Si par malheur vous entrez en marsouinage, REDUISEZ LES GAZ. Si l'altitude le permet, reprenez progressivement une trajectoire horizontale en remettant doucement les gaz, sinon essayez d'atterrir le plus proprement possible..
(Il faut bien comprendre que la commande du manche se fait sur
l'incidence de la pale. Son action ne devient efficace
qu'après 1/4 de tour rotor, d'ou un retard
d'efficacité. C'est la précession giroscopique. Il faut
apprendre avec un instructeur à bien maîtriser cette
particularité. C'est mon très humble avis en tant
qu'élève, ancien pilote 3X où ça
réagit tout de suite).
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