De l'avion à l'hélicoptère


#1

Il y a quelques années, j’avais rédigé un petit mémo à l’intention des pilotes avion désireux de pratiquer l’hélicoptère mais légèrement déroutés par ces appareils. A l’occasion d’un grand nettoyage de fichier, je tombe aujourd’hui dessus alors plutôt que l’envoyer à la corbeille sans autre forme de procès, je le partage avec vous ici, pour mémoire et peut-être pour aider quelques uns à faire le pas vers ces merveilleuses machines volantes que sont les voilures tournantes.

De l’avion à l’hélicoptère, en toute simplicité

“Un hélicoptère, ça se pilote comme un avion; sauf que c’est complétement différent”.
Je l’utilisais comme signature à une époque et cette phrase illustre parfaitement l’état d’esprit dans lequel doit se trouver un pilote d’avion à voilure fixe découvrant le pilotage des voilures tournantes.

Le principe de vol est le même, une surface portante, des forces de traction, de trainée, la gravité… Rien de nouveau donc. Bien sur, l’aile n’est pas fixe mais rotative. Et Alors ? Ceci implique trois choses :
1 - il faut de la place autour de l’appareil
2 - il faut éviter de soulever poussières et débris près du sol (la simulation nous préserve de ce détail, sauf pour la visibilité)
3 - le couple est très important sur l’axe des lacets

Sorti de ces vérités frappées au coin du bon sens, c’est une aile.

Là où cela se complique pour le pilote habitué aux avions, c’est qu’il devra un peu contrer ses habitudes pour contrôler l’appareil. Les commandes sont simples :
1 - Le collectif qui contrôle la portance de l’aile rotative en inclinant les pâles (AOA). C’est le levier à la main gauche du pilote.
2 - Le cyclique qui contrôle le roulis et l’assiette en inclinant l’ensemble de l’aile rotative en avant, arrière, gauche ou droite. C’est le manche à balai.
3 - le palonnier qui contrôle le lacet en augmentant ou réduisant la force du rotor de queue (ou la soufflante dans le cas d’un NOTAR; ou la désynchronisation des deux rotors dans le cas d’un système à rotor contrarotatif).

Comment contrôler l’appareil dans les trois axes et la vitesse ?

Dans un avion, on accélère en mettant des gaz, on ralentit en coupant les gaz et en levant le nez, on monte en levant le nez et on descends en baissant le nez. Pour les virages, on incline l’appareil pour réduire la portance et on met de la dérive pour orienter le flux d’air. je vous passe les détails…
Le pilote d’avion est donc habitué à utiliser avant tout le manche à balai.
La commande des gaz est utile pendant le décollage et l’atterrissage mais une fois en niveau de vol, il n’a plus à y toucher.
Le palonnier n’est pas utile hors situation de vent de travers et autres cas de virage à plus ou moins fortes inclinaisons.

Or les pilotes d’avion ont parfois tendance à assimiler les commandes de l’hélicoptère à celle d’un avion :
cyclique = manche à balai
collectif = commande des gaz
palonnier = palonnier

Ce n’est pas ça !
En fait, dans un hélicoptère, c’est complétement pareil et totalement différent.
Pour monter, on augmente le pas de collectif.
Pour descendre, on réduit le pas de collectif.
Pour avancer, on pique du nez en poussant le cyclique.
Pour ralentir, on lève le nez en tirant le cyclique.
Pour tourner, on combine les trois commandes de différentes façons selon le type de virage (stationnaire, faible vitesse, grande vitesse, inclinaison 0, forte inclinaison, etc)
Le palonnier est constamment utilisé (ou presque).

Exemple classique du débutant. Je veux accélérer, j’augmente le collectif et comme cela me fait monter, je pique du nez. Je veux ralentir, je réduis le collectif et comme cela me fait descendre, je lève le nez.
Non ! Non ! Non…
Le collectif sert à monter et descendre, pas à accélérer ou ralentir !
Autre exemple classique, je veux monter, je lève le nez. Je veux descendre, je pique du nez.
Non plus !
Le cyclique sert à ralentir et accélérer, et même éventuellement à tourner à gauche et à droite. Il ne sert pas à monter et descendre !

Pour faire simple : OUBLIEZ ce que vous savez.

Vous voulez monter, vous levez le collectif. Le rotor principal va gagner de la portance et l’appareil va monter.
Inversement pour descendre, vous baissez le collectif. Le rotor principal perds de la portance et l’appareil descends.
Vous remarquerez que la commande des gaz n’est pas utile sur 90% des appareils. La puissance développée par le ou les moteurs n’a pas à être modifiée durant un vol normal.

Vous voulez accélérer ? Vous poussez le cyclique. Le disque du rotor principal prends un angle positif par rapport à l’horizontal. Du coup, la force de portance des pâles devient aussi une force de traction vers l’avant. Il s’ensuit une accélération de l’appareil.
Pour ralentir, vous tirez le cyclique. Le disque du rotor principal s’incline vers l’arrière et la composante de traction des pâles est orientée vers l’arrière. L’appareil ralentit.

Ce qui devient intéressant est que l’action sur chacune de ces commandes réclame une action proportionnelle sur les autres commandes.
L’augmentation ou la réduction du collectif va augmenter ou réduire le couple du rotor et donc nécessiter une pression sur une pédale du palonnier pour contrer la rotation de l’appareil. De plus, la traction vers le haut ou la réduction de la portance va déplacer le centre de gravité et incliner l’appareil vers l’avant ou vers l’arrière. Une action sur le cyclique est donc nécessaire pour maintenir l’assiette souhaitée. Et bien sur, comme le rotor ne sera pas parfaitement à plat, une force de traction va apparaitre et devra elle-aussi être contrée par une action sur le cyclique.

Résumons. Pour monter, je lève le collectif. Du coup, je met du palonnier pour contrer la rotation de l’appareil et je corrige les évolutions par de petits mouvements du cyclique. Pour descendre, je baisse le collectif et je contre la rotation par du palonnier et l’attitude par de petits mouvements du cyclique.
L’idéal pour s’entrainer est un terrain dégagé, un repère visuel proche pour prendre facilement conscience des déplacements latéraux ou longitudinaux (le mieux est un marquage au sol), une absence total de vent (ainsi qu’une pression atmosphérique standard MSL). Pour bien voir les évolutions, il est pratique de placer une caméra derrière l’appareil, exactement dans l’axe de la queue, qui suivra les évolutions en conservant cette position par rapport au pilote (c’est la vue “chasse” par exemple).

Le tout premier exercice se réalise roues ou patins au sol. Le frein (si existant) sera déverrouillé. Si l’appareil est muni de patin, une surface en herbe, glissante, sera privilégiée. En levant le collectif, l’appareil va vouloir tourner à gauche ou à droite (selon le sens de rotation du rotor principal). Il s’agit de compenser ce mouvement de rotation par l’action sur le palonnier. Il faut apprendre à synchroniser l’action sur le collectif et l’action sur le palonnier. Il est indispensable de faire de cette synchronisation un automatisme inconscient pour pouvoir évoluer librement par la suite. Il faut lever le collectif et compenser tout en gardant l’appareil au sol et à plat. Puis le réduire et compenser dans l’autre sens (mais ce mouvement est nettement moins marqué puisque les frottements avec le sol réduise son effet). C’est une prise en main relativement rapide mais importante : synchroniser le pas de collectif et le palonnier. Il ne faut pas le négliger.
Avant d’aborder le second exercice, il est utile de préciser comment tenir le manche. Pour apprendre à pondérer les actions sur le cyclique, il est utile de ne pas le tenir à pleine main mais avec seulement le bout de trois doigts : pouce, index et majeur. Ceci permet d’augmenter la finesse du mouvement et évite les gestes intempestifs.
Le second exercice pour dompter l’engin est un stationnaire entre 1 et 3 mètres du sol, donc dans l’effet de sol. L’effet de sol permet de maintenir l’appareil en l’air tout en atténuant l’effet des vortex de bouts de pâles et de rotor arrière et sans besoin de toute la puissance. Il faut parvenir à maintenir l’appareil le plus immobile possible sur tous les plans et tous les axes. Les actions sur le cyclique doivent être minimales. Si l’action sur le cyclique est trop ample, il faudra compenser par un mouvement encore plus ample dans le sens inverse et c’est la perte de contrôle assurée après quelques gestes plus ou moins ordonnés puisque tout ira de plus en plus vite et de plus en plus fort.
En règle générale, il faut actionner les commandes sur de très petites amplitudes et augmenter celles-ci si l’action est insuffisante. Par contre, il ne faut absolument jamais actionner une commande avec une grande amplitude en imaginant qu’il sera possible de compenser la réaction en réduisant après ou en effectuant le mouvement opposé.

Lorsque vous avez acquis la compensation de rotation à l’augmentation ou réduction du collectif par l’action au palonnier, et lorsque vous avez appris la réactivité de l’appareil en maintenant un stationnaire dans l’effet de sol, vous pouvez alors quitter ce dernier en augmentant légèrement l’altitude jusqu’à environ 10 mètres ou 15 mètres. Il est utile de pratiquer cette exercice de décollage et atterrissage en tentant de toujours maintenir un stationnaire. Même si c’est un challenge de faire monter un hélicoptère à 10 mètres puis de le poser au même endroit sans avoir ni dévié, ni tourné, c’est le B-A-BA indispensable. Pour effectuer cet exercice, une tour de contrôle peut constituer un bon repère visuel, ou un autre bâtiment avec lequel il faudra resté aligné et stable. A ce propos, attention à la taille des pâles si l’appareil s’approche de la façade. Le bout de pâle dépasse de plusieurs mètres sur l’avant et les côtés de l’appareil, c’est pourquoi il est indispensable de garder une bonne distance de sécurité par rapport à tous les obstacles.
Concernant l’atterrissage, il est utile de comprendre que lorsque l’appareil approche du sol, il entre dans l’effet de sol. Alors pour un même pas au collectif, la portance augmente légèrement. L’appareil va avoir tendance à légèrement réduire sa vitesse de descente. Cette réduite de la vitesse de descente est toutefois petite. Il ne faut pas compter sur l’effet de sol pour amortir une descente trop rapide. En fait, il faut souvent ajouter un peu de pas au collectif pour réduire la vitesse de descente lorsque le sol approche. Pour savoir dans quelle mesure et à quel moment cette augmentation du collectif est nécessaire, il n’y a pas de règle prédéfini. C’est l’expérience du pilote qui lui permettra de correctement doser son geste. C’est pour cela que les exercices statiques sont indispensables.

Le dernier exercice d’apprentissage est une évolution lente à quelques mètres au dessus du sol. L’idéal est de disposer d’un tarmac vaste et dégagé, avec des marques au sol : lignes de roulage, marques de parking. L’exercice consiste à élever l’appareil à 2 ou 3 mètres du sol puis de le faire se déplacer d’une marque à l’autre en suivant une ligne droite. Sans se poser, il faut effectuer un demi-tour en stationnaire et repartir vers la première marque, effectuer un stationnaire et enfin se poser. Réussir cet exercice marque une grande étape dans la maîtrise du pilotage des hélicoptères.
De façon à comprendre qu’un hélicoptère est doté d’un espace de liberté largement plus grand qu’un avion à voilure fixe, ce même exercice peut être ensuite réaliser en glissade sur la droite, et sur la gauche. Il s’agit de décoller, tourner l’appareil pour que la marque de destination soit à droite du pilote et faire lentement glisser l’appareil sur le flanc le long de la ligne jusqu’à destination. D’un côté, puis de l’autre.
Pour couronner le tout, il est même utile de s’exercer à la marche arrière. L’absence de visibilité complique énormément cette variante de l’exercice et l’instabilité de l’appareil dans ce mouvement est tellement marqué qu’il faut le recommencer de nombreuses fois avant d’obtenir satisfaction.

Les bases des évolutions étant après ces quelques (dizaines d’) heures à peu près maitrisées, l’élève pilote pourra s’entrainer sur de plus longues distances. Vous pourrez par exemple partir d’un bout de piste et rejoindre l’autre extrémité à une altitude suffisante pour échapper à l’effet de sol. En renouvelant ce parcours, vous apprendrez à décoller, vous déplacer et atterrir de plus en plus vite et de plus en plus précisément.

A partir de là, le ciel est à vous.

Pour piloter librement un hélicoptère, il faut dans un premier temps acquérir des automatismes. La répétition encore et encore de ces quelques exercices à quelques mètres du sol permet de créer ces automatismes. En pratiquant des dizaines de fois des stationnaires puis des décollages / atterrissages, le pilote forge des connexions neuronales toutes neuves qui lui permettent de synchroniser exactement ses gestes par rapport aux évolutions non désirées de l’appareil. Il faut imaginer que piloter un hélicoptère, c’est maintenir une boule de pétanque en équilibre sur la pointe d’une aiguille à tricoter. Il est indispensable de ne pas avoir à réfléchir sur les actions de bases.
Toutes les actions sur les commandes se font avec beaucoup de doigté, de précaution et de parcimonie. Ce n’est qu’une fois que le pilote connait parfaitement et instinctivement les réactions de son appareil qu’il peut envisager des actions plus amples. Dans un avion à voilure fixe, vous pouvez aisément lâcher les commandes, par temps calme et avec un peu de trim de-ci de-là. Avec un hélicoptère, vous aurez constamment les mains sur les commandes. Si l’hélicoptère autorise une immense liberté de mouvements, c’est au prix d’une exigeante attention permanente de son pilote.

Bon vol.

Une fois ces bases acquises, l’élève pilote pourra découvrir le vol de transition, l’autorotation, le phénomène de vortex et d’enfoncement avec puissance et même la rupture de mat en G négatif… que de plaisirs à explorer…


#2

Merci pour le partage, cela me rappelle de bons souvenirs. J’en avais fait de même ici :

http://www.latitude31.fr/articles/?url=/0-root/25-piloter-les-helicopteres/

Toujours utile pour les débutants ces tutaux.

:wink:


#3

Merci :slight_smile: … sauf que je me rends compte que l’article inverse complètement les commandes entre cyclique et collectif :smiley: :kissing_smiling_eyes: LoL… je corrige ça.


#4

Excellent ton article ! Si avec ça, les débutants ne s’en sortent pas, c’est un manque de volonté.

J’ajoute aussi les articles de mon virtuel “moniteur” : Jacky Brouze.
C’est en lisant ces pages que j’ai fini par faire ma conversion vers l’hélicoptère. Alors : Merci Jacky ! :green_heart:
http://jacky.brouze.ch/Tutos/Helico/cours0.php


#5

Merci Merci Merci, c’est top!
Le genre d’écrit à ne jamais jeter, merci de nous le mettre à disposition.

As tu une expérience réelle de ces machines JF?


#6

Avec plaisir.
Que du virtuel comme expérience.


#7

C’est marrant car j’ai l’impression de lire un instructeur qui a mis sur papier ses premières leçons pour élève pilote.


#8

Entre les deux il y a l’autogire que j’ai pratique il n’y a pas longtemps, super intermédiaire entre les deux :wink:


#9

Merci pour ce récit très instructif !