Etude expérimentale des effets d'interférence entre le rotor de queue et l'empennage vertical d'un hélicoptère en vol stationnaire

L’optimisation des voilures tournantes a toujours été une question de recherche importante, profitant directement à l’industrie aéronautique et à son client le plus important : la Défense. En performance des hélicoptères, le rotor principal est le composant dominant et de ce fait, le sujet de beaucoup d’études. L’environnement aérodynamique complexe dans lequel évolue le rotor dequeue est par contre peu connu. Ce mémoire traite des effets d’interférence entre le rotor de queue et l’empennage vertical d’un hélicoptère en vol stationnaire en l’absence de rotor principal. En particulier, l’étude expérimentale vise à proposer un design optimal. Pour pouvoir conclure sur la configuration la plus efficace à adopter, des mesures sur balance aérodynamique sont effectuées grâce à un rotor miniature et une queue en polystyrène, dont le dimensionnement est conséquent avec l’hélicoptère NH-90, récemment en fonction à la Défense. Dans un premier temps, une comparaison avec les données de la littérature permet de valider la méthode et les résultats. Les paramètres initiaux de la littérature sont la surface de recouvrement, la distance de séparation et la configuration du rotor : pousseur ou tracteur. Deux paramètres supplémentaires sont ensuite introduits : le sens de rotation et la position sur l’empennage ; en particulier, les positions au bord d’attaque et au bord de fuite sont comparées. Les deux paramètres supplémentaires, le sens de rotation et la position longitudinale sur l’empennage, s’avèrent influencer l’interférence. Le sens de rotation avec la pale du bas avançant vers l’avant de l’hélicoptère souffre moins d’interférence. Et à conditions égales, un rotor situé au bord de fuite de l’empennage présente un rapport d’interférence plus élevé. En plus de la quantification sur la diminution de la poussée du rotor, sont aussi effectuées des mesures sur l’augmentation de puissance nécessaire en présence de l’empennage. Une relation de fonction de puissance est trouvée entre l’incrément de puissance requise et le rapport d’interférence. Finalement, les phénomènes observés sont interprétés à l’aide de la technique de visualisation laser d’imagerie à vélocimétrie de particules (PIV), permettant d’analyser la distribution du champ de vitesse induite le long des pales du rotor.