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Le Hughes XV-9A
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III. Le Hughes XV-9A
Translate : in English in Spanish in German Création/Mise jour : 18/11/2005
I. Les hélicoptères à réaction
II. Les hélicoptères géants de Hughes
III. Le Hughes XV-9A
IV. Les essais en vol du XV-9A

 

Le XV-9A

 

Après tous ces échecs relatifs, les ingénieurs de Hughes cherchèrent à améliorer le système des rotors à réaction convaincu que l'utilisation de la pression de gaz pour l’entraînement des rotors d’hélicoptère était supérieure aux méthodes conventionnelles.

Les ingénieurs de Hughes pensaient également que le système « Hot-cycle » était supérieur au système à tuyères de combustion situées en bout de pale. Ce système consistait à éjecter au bout des pales du rotor les gaz d’échappement de turbine à gaz ce qui entraînait le rotor par réaction sans recourir à des chambres de combustion en bout de pale.

Ce système était appelé « Hot-cycle » en raison de la circulation de gaz d’échappement très chaud dans les pales alors que dans le système à tuyères, l’air comprimé circulant dans les pales était beaucoup moins chaud. Le système est d’ailleurs parfois appelé « cold-cycle ».

La firme Hughes poursuivit les travaux sur le sujet à partir de 1962 avec un programme de développement du système «Hot-cycle». Grâce à un financement de l'US Army, le projet devait conduire à un appareil expérimental, le model 385. La première phase de ce programme, menée sous l’égide du TRECOM (Transportation, Research and Engineering Command), consista en tests au sol sur un prototype de rotor «Hot-cycle».

Comme les résultats étaient encourageants, Hughes passa à la phase suivante. Un banc d’essai du module de propulsion du model 385, composé de deux générateurs de gaz General Electric YT64-GE-6 montés aux bouts de moignon d’ailes et entraînant un rotor à trois pales fut construit.

Les pales du rotor étaient de construction à deux longerons avec un conduit en acier haute température Rene 41 passant entre les longerons pour conduire les gaz d’échappement vers les extrémités des pales. Le refroidissement des pales était absolument nécessaire et il était assuré par la circulation d’air froid dans les bords d’attaque et de fuite des pales. L’air de refroidissement était éjecté ensuite avec les gaz chauds.

Le XV-9A

 

Le XV-9A

 

Ce banc d’essais fut testé au sol pendant une quinzaine d’heures et tous ces essais permirent de retirer les conclusions suivantes:

- pertes, par fuites, de moins de 0,2 % du flux gazeux ;

- tenue des longerons à la température fixée à plus de 200 C ;

- excellente stabilité dynamique ;

- bruit comparable à celui d’un rotor conventionnel de mêmes dimensions.

Hughes fut donc autorisée à poursuivre le programme avec la fabrication et les essais du véhicule de recherches « model 385 » qui reçut curieusement une désignation de VTOL, le XV-9A, au lieu de la traditionnelle désignation en H des hélicoptères de l’US Army.

Bien que le XV-9A était seulement prévu comme démonstrateur du système « Hot-cycle », l'US Army avait demandé que les coûts de fabrication soient réduits au minimum en employant un maximum de composants provenant d'autres appareils. Ainsi, l'habitacle d'un Hughes OH-6A (avec un pilote et un ingénieur de contrôle de vol assis côte à côte) et le train d'atterrissage d'un Sikorsky H-34 avaient été montés sur un fuselage et une queue en V construite pour l’occasion. Les dimensions du fuselage étaient une longueur de 13,70 mètres et une hauteur totale de 3,65 mètres. Le rotor avait un diamètre de 16,75 mètres. Les masses étaient de 3900 kg à vide et de 6940 kg au total avec deux pilotes. La vitesse maximale à 4530 kg était de 273 km/h.

Vue du système d'éjection des gaz en bout de pale.

Deux générateurs de gaz General Electric YT64-GE-6 de 2600 chevaux, prêtés par l’US Navy, étaient montés aux bouts de moignon d'aile comme sur le banc d’essai au sol. Le flux chaud à haute énergie de ces moteurs débouchait par un jeu de vannes directrices, soit vers une tuyère propulsive classique, soit vers deux manches allant alimenter une courte chambre de tranquillisation. De cette chambre, les gaz étaient acheminés vers les pales creuses, une petite dérivation allant vers deux sorties latérales arrières pour le contrôle en lacet.

Le rotor du XV-9A était pratiquement identique à celui du banc d’essai et reprenait les pales, de 80 cm de profondeur, à structure bi-longeron. Entre les longerons, il y avait deux conduits isolés thermiquement et dynamiquement. Leur forme, ainsi que celle du profil de pale, était donnée par un réseau de nervures en double pont, un bord d’attaque et une structure de bord de fuite.

Les faces avant du longeron avant et postérieure du longeron arrière étaient refroidis par un courant d’air frais dont la circulation était simplement entretenue par la force centrifuge. En bout de chaque pale, des aubes directrices dirigeaient le flux chaud vers l’arrière, produisant ainsi l’effet de réaction entraînant le rotor.

Détail du rotor du XV-9A

Chacune des trois pales était reliée à la tête de rotor par deux brides circulaires en acier, enserrant les conduites de passage des gaz, côté moyeu et côté pale. Il n’y avait aucune articulation de pale, mais seulement le système classique de variation de pas, lequel devait être servo-commandé, en raison des dimensions des pales et de la dureté des « paliers », dureté rendue nécessaire pour des raisons d’étanchéité.

En arrière du fuselage particulièrement bien profilé, se trouvait l’empennage papillon doté de gouvernes. Celles-ci étaient manœuvrées simultanément aux deux petites tuyères latérales. Ces deux éléments fournissaient le contrôle en lacet, tuyères et volets se passant le relais selon la vitesse de vol. Ces volets n’avaient aucun rôle en profondeur, cet axe de contrôle étant à la charge du rotor tout comme dans un hélicoptère classique.

 

Sources


Histoire de l'hélicoptère. Jean Boulet

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