Aile de rotor - Rotor wing

Une aile de rotor est un rotor ou une aile de levage qui tourne pour fournir une portance aérodynamique. En général, un rotor peut tourner autour d'un axe qui est aligné sensiblement verticalement ou d'un côté à l'autre (dans le sens de l'envergure). Les trois classes ont été étudiées pour être utilisées comme rotors de levage et plusieurs variantes ont été utilisées sur des avions de taille normale, bien que seule la voilure tournante à axe vertical se soit répandue sur les giravions tels que l' hélicoptère .

Certains types offrent une portance à une vitesse avant nulle, ce qui permet un décollage et un atterrissage verticaux (VTOL), comme dans l' hélicoptère . D'autres, en particulier les types à rotation libre non motorisés, nécessitent une vitesse avant de la même manière qu'un aéronef à voilure fixe , comme dans l' autogire . Beaucoup peuvent également fournir une poussée vers l'avant si nécessaire.

Les types

De nombreuses méthodes ingénieuses ont été conçues pour convertir la rotation d'un rotor en portance aérodynamique . Les différents types de telles ailes de rotor peuvent être classés selon l'axe du rotor. Les types incluent:

Axe vertical
  • Ailes rotatives conventionnelles utilisées par les giravions modernes .
Axe horizontal Spanwise
  • Rotor d'aile: un rotor à axe horizontal à profil aérodynamique qui crée la portance principale.
  • Rotor Magnus: un rotor qui crée une portance via l'effet Magnus.
    • Rotor Flettner : un rotor Magnus cylindrique lisse avec des plaques d'extrémité de disque.
    • Rotor Thom: un cylindre de rotation lisse avec plusieurs disques le long de la travée.
  • Rotor cycloïdal ou cyclorotor : un ensemble de voilures de levage horizontales tournant autour de la jante d'un rotor de support à axe horizontal. (Peut être alimenté ou non.) Un aéronef avec une aile de rotor cycloïdal est appelé un cyclogyro . Certains exemples sont des hybrides comprenant un rotor cycloïdal autour d'un cylindre Magnus central.
  • Ventilateur à flux transversal: un ventilateur cylindrique à lattes dans un conduit profilé.
Axe horizontal longitudinal
  • Rotor à portance radiale: rotor à axe sensiblement longitudinal qui crée une portance par variation de pas cyclique.
    • Aile autopropulsée ou rotor à portance radiale: une hélice ou un rotor dont l'axe de rotation est incliné par rapport au flux d'air pour créer une variation cyclique de pas et donc une composante de portance radiale.
    • Hélice à portance radiale avec commande de pas cyclique: une hélice capable de générer une composante de portance latérale.

Ailes rotatives conventionnelles

Article principal: giravion

Les giravions conventionnels ont des rotors à axe vertical. Les principaux types comprennent l' hélicoptère avec des rotors motorisés assurant à la fois la portance et la poussée, et l' autogire avec des rotors non motorisés assurant uniquement la portance. Il existe également différents types d'hybrides, en particulier le gyrodyne qui a à la fois un rotor motorisé et une propulsion avant indépendante, et le rotor arrêté dans lequel le rotor cesse de tourner pour agir comme une aile fixe en vol vers l'avant.

Rotors Magnus

Lorsqu'un corps en rotation traverse l'air perpendiculairement à son axe de rotation, il subit une force latérale dans la troisième dimension. Cet effet Magnus a été démontré pour la première fois sur un cylindre en rotation par Gustav Magnus en 1872. Si l'axe du cylindre est aligné dans le sens de l'envergure (d'un côté à l'autre), le mouvement vers l'avant dans l'air génère une portance. Le corps rotatif n'a pas besoin d'être un cylindre et de nombreuses formes connexes ont été étudiées.

Rotor Flettner

Article principal: rotor Flettner

Le rotor Flettner comprend un cylindre Magnus avec une plaque d'extrémité de disque à chaque extrémité. L' hydravion américain Plymouth AA-2004 avait des rotors Flettner à la place des ailes principales et a réalisé des vols courts en 1924.

Ventilateur à flux transversal

Le ventilateur à flux transversal comprend un agencement de pales s'étendant parallèlement à un axe central et alignées radialement, le ventilateur étant partiellement ou totalement enfermé dans un conduit profilé. En raison de la forme spécifique, la rotation du ventilateur entraîne l'aspiration de l'air à une extrémité du conduit, le passage à travers le ventilateur et l'expulsion à l'autre extrémité.

Le FanWing est un rotor de levage qui utilise ce principe. Il peut à la fois fournir une poussée vers l'avant en expulsant l'air vers l'arrière et augmenter la portance, même à très basse vitesse, en attirant également l'air vers le bas. Un prototype d'UAV a été piloté en 2007.

Rotors à levée radiale

Pendant la Seconde Guerre mondiale, Focke-Wulf a proposé le Triebflügel , dans lequel une aile de rotor entraînée par tipjet est située autour de la taille du fuselage. Le mode de fonctionnement proposé était d'atterrir et de décoller en tant que gardien de queue , en utilisant l'aile comme un rotor conventionnel. L'engin basculerait alors en vol horizontal et la portance serait assurée par une variation cyclique du pas des ailes du rotor, les statoréacteurs de bout d'aile étant maintenant inclinés pour fournir une poussée vers l'avant.

Quelques années plus tard, le prototype de chasseur à ailes circulaires américain Vought XF5U a été conçu avec de grandes hélices à portance radiale. Celles-ci étaient inclinées vers le haut lorsque l'engin était au sol, créant une variation cyclique de l'angle d'attaque ou du pas des pales lorsque l'engin se déplaçait vers l'avant. Cette variation cyclique induisait une composante de soulèvement radial des pales, lorsqu'elles se trouvaient dans le segment horizontal de rotation, qui était destinée à augmenter la portance de l'aile. Un avion prototype a été achevé mais le projet a été clos avant que le prototype ait volé.

Voir également

Les références

Citations

Bibliographie

Liens externes

Vidéo externe
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