Les baleines à bosse, source d’inspiration pour diminuer le décrochage dynamique des pales d’hélicoptère

Lorsqu’un hélicoptère se déplace, les pales du rotor sont successivement avançantes et reculantes par rapport à la progression de l’appareil, et sont soumises à des conditions aérodynamiques très variables au cours de leur rotation. En phase reculante, les pales sont soumises à un phénomène pénalisant : le décrochage dynamique. Conséquence : « La vitesse maximale à haute altitude des hélicoptères est fortement limitée, ainsi que leur manoeuvrabilité », explique Kai Richter, chercheur à l’Institut d’aérodynamique et de mécanique des fluides du Centre allemand de recherche aérospatiale (DLR) de Göttingen (Basse-Saxe). De plus, les vibrations consécutives au phénomène de décrochage dynamique représentent un désagrément pour le confort des passagers.

En s’inspirant du comportement des baleines à bosses, connues pour leur rapidité et leurs mouvements acrobatiques sous l’eau, des chercheurs du DLR de Göttingen sont parvenus à trouver une solution pour réduire le phénomène de décrochage sur les pales d’hélicoptère. En effet, ces baleines possèdent des bosselures caractéristiques sur le devant de leurs nageoires pectorales. « Des recherches ont montré que grâce aux bosselures, le phénomène de décrochage sous l’eau apparaît bien plus tardivement et que la portance est plus élevée », explique Holger Mai, chercheur à l’Institut d’aéroélastique du DLR de Göttingen.

Les chercheurs du DLR ont ainsi conçu de petites bosses artificielles de forme demi-sphérique qu’ils ont brevetées sous le nom de « générateurs de tourbillons au bord d’attaque » (Leading-Edge Vortex Generators – LEVoGs). Les LEVoGs mesurent 6 mm de diamètre, pèsent 0,04 g, et ont été développés par le DLR dans le cadre du projet franco-allemand « Simulation avancée et contrôle du décrochage dynamique » (SIMCOS) [1] entre le DLR et l’ONERA. Après des essais concluants en soufflerie, les chercheurs ont mené un test en conditions réelles sur l’hélicoptère de recherche DLR Bo 105 à Brunswick (Basse-Saxe). 186 bosses LEVoGs ont ainsi été fixées le long du bord d’attaque de chacune des quatre pales de l’hélicoptère. « Les pilotes ont déjà constaté que les pales se comportent autrement », observe Kai Richter. « La prochaine étape consistera à équiper l’hélicoptère d’un système spécial de mesures afin de mieux comprendre ces effets », conclut Kai Richter.

 

Pour en savoir plus, contacts :

– Plus de détails sur le projet SIMCOS (en allemand) :
http://www.dlr.de/as/de/desktopdefault.aspx/tabid-333/378_read-2933/
– Dr.-Ing. Kai Richter, chercheur à l’Institut d’aérodynamique et de mécanique des fluides du Centre allemand de recherche aérospatiale (DLR), section des hélicoptères – tél. : +49 551 709-2631, fax : +49 551 709-2829 – email : kai.richter@dlr.de
– Holger Mai, chercheur à l’Institut d’aéroélastique du DLR de Göttingen – tél. : +49 551 709-2481, fax : +49 551 709-2862 – holger.mai@dlr.de

 

Sources :

– Article consacré au décrochage dynamique sur les pales d’un hélicoptère, ONERA – http://redirectix.bulletins-electroniques.com/LFZWb
– « Buckelwal als Vorbild – Hubschrauber sollen wendiger werden », communiqué de presse du DLR – 27/01/2012 – http://redirectix.bulletins-electroniques.com/qVLjg

 

Rédacteurs :

Lucas Ansart, lucas.ansart@diplomatie.gouv.fr – https://www.science-allemagne.fr