Tiltrotor
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Aéronef à rotors basculants
| Tiltrotor | |
 Bell-BoeingV-22 Osprey | |
| Rôle | Avion de transport,transport tactique,reconnaissance,sauvetage |
|---|---|
| Constructeur |  Bell Aircraft Corporation,Boeing
|
| Équipage | 2 à 4 |
| Premier vol | 1989 |
| Mise en service | 2007 |
| Dimensions | |
| Longueur | m 17,5m |
| Envergure | m 11,6m |
| Hauteur | m 6,8m |
| Masse et capacité d'emport | |
| Max. à vide | kg 13 550t |
| Motorisation | |
| Moteurs | 2turbopropulseurs |
| Puissance unitaire | kW 4 426kW |
| Performances | |
| Plafond | m 7 315m |
| Vitesse ascensionnelle | m/s 12m/s |
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Le terme «tiltrotor» désigne unaéronefmuni de rotors basculants, qui combine ainsi l'ascension verticale d'unhélicoptèreà la vitesse de croisière et à la charge utile d'unavion.C'est un des types d'avion à décollage et atterrissage verticaux.
D'origine anglo-saxonne, ce terme a été créé à partir des mots «tilt» (« inclinaison ») et «rotor» («rotor», pris dans le sens du rotor d'un hélicoptère). Il n'existe pas de mot simple équivalent dans la langue française et la traduction la plus juste serait « rotor basculant ». Cependant, il a parfois été traduit par « convertible », en anglais "convertiplane", qui est un terme plus général et s'applique également à d'autres types d'avions (réacteurs basculants, aile basculante, hélicoptères combinés...).
Vue d'ensemble
[modifier|modifier le code]Comme son nom l'indique, un aviontiltrotorutilise des propulseurs pivotants appelés «proprotors(en)». Pour le vol vertical (décollage et atterrissage), les proprotors sont orientés de façon à diriger leur poussée vers le bas (l'axe des moteurs est vertical), permettant le soulèvement. Dans ce mode de fonctionnement, l'appareil est pratiquement identique à un hélicoptère. Au fur et à mesure que l'appareil acquiert de la vitesse, les proprotors sont lentement inclinés vers l'avant jusqu'à atteindre un axe horizontal, c'est la première phase de transition. Lorsque cette attitude est atteinte, l'aile fournit laportance,et le rendement élevé de l'aile aide le tiltrotor à atteindre sa vitesse de croisière. Dans ce mode, l'appareil est essentiellement un avion àturbopropulseurs.Dans le cas du V-22, il apparait toutefois que les décollages et atterrissages surporte-avionsposent problème en raison de la chaleur dégagée par les moteurs dirigés verticalement qui détériorent lepont d'envol.
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Bell/Agusta BA609au sol, en mode hélicoptère -
Bell/Agusta BA 609 en mode avion -
Bell-BoeingV-22 Ospreyau moment du décollage -
V-22 Osprey en phase detransition
On distingue les avions de typetiltrotordestiltwings(dans lesquels c'est l'aile entière qui bascule, et non uniquement les rotors) ou destiltjets(équivalent des tiltrotors équipés demoteurs à réaction). Un tiltrotor est obligé de décoller et d'atterrir en mode hélicoptère à cause de la longueur despalesde ses rotors, bien plus importantes que celle d'unehéliceconventionnelle, qui toucheraient le sol s'ils étaient en position horizontale. Une seconde transition (passage du mode avion au mode hélicoptère) sera donc nécessaire avant l'atterrissage.
Commandes
[modifier|modifier le code]Lors de la phase verticale du vol, les commandes du tiltrotor sont très semblables à celles d'un hélicoptère àdouble rotorou àrotors en tandem.L'axe delacetest commandé en inclinant ses rotors dans des directions opposées. On obtient leroulispar la poussée différentielle. Letangageest obtenu par le cycle du rotor ou l'inclinaison de la nacelle. Le mouvement vertical est contrôlé grâce au pas variable de l'hélice, soit à l'aide d'un levier de commande commun comme sur un hélicoptère conventionnel (cas duBell/Agusta BA609), soit à l'aide d'une commande unique semblable à celle d'un appareil à ailes fixes appelée « levier de contrôle de poussée » (TCL) (cas duV-22 Osprey).
Performances
[modifier|modifier le code]L'avantage d'un appareil muni de tiltrotors est une vitesse significativement plus élevée que celle d'un hélicoptère. Dans le cas de l'hélicoptère, la vitesse maximale est définie par la vitesse de rotation du rotor: à un certain point, l'hélicoptère avancera à la même vitesse que le déplacement relatif des pales du rotor vers l'arrière, jusqu'à ce que l'extrémité du rotor (de ce côté) ait une vitesse relative nulle par rapport à l'air et commence àdécrocher.Ceci limite les hélicoptères modernes à des vitesses de l'ordre de300km/h.Avec le tiltrotor, ce problème est contourné car le proprotor est perpendiculaire au mouvement de l'appareil lorsque celui-ci se déplace envol de croisière(en attitude « avion »). Il ne subit donc jamais ce phénomène de flux inverse. De ce fait, un appareil à tiltrotors peut dépasser les500km/h.
Ces vitesses sont rendues possibles aux dépens de lacharge utilequi s'en trouve diminuée. Ainsi, un tiltrotor ne peut dépasser l'efficacité de transport (rapport vitesse/charge utile) d'un hélicoptère[1].De plus, le système de propulsion d'un tiltrotor est plus complexe que celui d'un hélicoptère traditionnel à cause des imposantes nacelles articulées et de l'adjonction d'ailes. Cependant, dans certaines situations sa vitesse de croisière supérieure à celle d'un hélicoptère peut être déterminante. En effet, la vitesse et plus encore le temps de réponse sont les principales caractéristiques considérées par les forces armées s'équipant de tels appareils.
Les tiltrotors sont de par leur conception moins bruyants que les hélicoptères dans leurs déplacements vers l'avant (en configuration avion). Il est probable que ceci, combiné à leur vitesse accrue, favorise leur utilisation notamment dans les zones urbaines pour des usages commerciaux et réduise les risques de détection lors d'usages militaires. En vol stationnaire et à taille égale, les tiltrotors sont en revanche aussi bruyants que des hélicoptères.
L'altitude de croisière d'un tiltrotor est environ le double de celle d'un hélicoptère, puisqu'elle est de l'ordre de 6 000 mètres au lieu de 3 000 mètres. Cette caractéristique permet au tiltrotor un certain nombre d'utilisations jusque-là réservées aux seuls aéronefs àvoilurefixe, avec en plus pour avantage de se passer depiste.
En contrepartie, sa charge utile est considérablement réduite quand celui-ci décolle d'une altitude élevée. À titre de comparaison, et en se référant à leurs manuels de vol respectifs, unV-22 Ospreyde 22 600kga la même charge utile qu'un hélicoptèreUH-60LBlack Hawkde 9 950kgquand tous deux décollent d'une zone située à 3 000 mètres d'altitude.
Historique des avions de type tiltrotor
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La recherche sur la technologie du tiltrotor a commencé dans lesannées 1940,avec leBell XV-3.Construit en1953parBell Aircraft Corporation,cet avion expérimental a volé jusqu'en1966,prouvant la solidité fondamentale du concept de tiltrotor et recueillant des données permettant des améliorations techniques pour de futures conceptions. En1972,grâce aux financements de laNASAet de l'armée desÉtats-Unis,Bell Helicopter Textrona commencé le développement duBell XV-15(en),un avion bimoteur expérimental équipé de tiltrotors. Deux appareils ont été construits pour valider la conception du tiltrotor et pour étudier les débouchés éventuels pour des applications militaires et civiles.
En1981,utilisant l'expérience acquise sur le XV-3 et le XV-15, Bell etBoeingont commencé à développer leV-22 Osprey,unavion de transporttiltrotor destiné à l'armée américaine, qui a été mis en service en 2005. En collaboration avecAgusta Westland,Bell développe ensuite leAW609,un appareil de transport commercial qui devait entrer en service en 2017 mais est toujours en essais début 2023. La société a également développé undroneutilisant le tiltrotor: leTR918 Eagle Eye.
Bell et Boeing sont même allés plus loin et ont réalisé l'étude conceptuelle d'un quadrimoteur équipé de tiltrotor (QTR: Bell Boeing Quad TiltRotor(en)) pour un programme de l'armée américaine (Joint Heavy Lift). LeQTRest une version agrandie du V-22 munie de deux ailes fixes en tandem et de quatre rotors.
Notes et références
[modifier|modifier le code]Annexes
[modifier|modifier le code]Articles connexes
[modifier|modifier le code]- Aéronef à décollage et atterrissage verticaux
- Bell XV-3
- Boeing-Bell V-22 Osprey
- Bell/Agusta BA609
- Eagle Eye
- Bell XV-15(en)
