Katroli

Le concept

Le concept d’hélicoptère Katroli regroupe quatre technologies existantes, qui ont été développées avec succès et mises en œuvre indépendamment, et qui pourraient maintenant être combinées pour créer une nouvelle génération d’hélicoptères.

Le contexte

Ruben Maier, ingénieur en mécanique et en aéronautique, m’a fait part de sa vision de développer un hélicoptère sans les problèmes des hélicoptères classiques (instabilité, rotor de queue peu sûr, niveau de vibration et de bruit; faible vitesse de croisière; complexité de commande, systèmes de réduction de régime, faibles charge utile, faible plafond de service, etc.). Pour résoudre tous ces problèmes, Ruben a proposé de combiner quatre technologies développées et testées dans le passé, mais jamais combinées :

1.  Tip Jet (TJ)
2.  Contrôle de la circulation (CC)
3.  Concept de lame avancé (ABC)
4.  Commandes de contrôles par inclinaison du mât

Le concept Katroli rassemble ces idées et nous aimerions vous les présenter.

Comment ça fonctionne

Tout d’abord, la source d’alimentation de Katroli est électrique ; un moteur sans balai fait tourner un compresseur radial alimentant l’air à basse pression mais à débit relativement élevé. L’air est injecté au bas du mât fixe (non rotatif). L’air circule à l’intérieur du mât et le long de l’intérieur des pales, l’essentiel de l’air sortant d’une buse montée à l’extrémité de chaque pale permettant aux pales de tourner. Chaque pale est fixée à un moyeu équipé de roulements étanches afin de réduire les pertes d’air.

Cette technologie s’appelle « Tip Jet » (TJ) et a déjà été implémentée dans le Djinn 1221, l’hélicoptère Voljet (voir la vidéo) et actuellement par Zummo Flight Technologies.

Le reste de l’air sort par de minces fentes situées le long du bord de fuite de chaque pale, ce qui modifie le flux d’air et la répartition de la pression autour de la pale et permet d’obtenir au moins le double de la portance d’un profil similaire. Ce principe est connu sous le nom de « contrôle de la circulation » (CC).

Dans le passé, la consommation d’énergie de TJ était élevée en raison d’une perte de pression dynamique due à la longueur de la pale et aux conduits interne de la section . Aujourd’hui, TJ et CC seraient amenés à travailler en symbiose en utilisant des pales à courte portée.

La troisième technologie serait le concept de lame évolutive (ABC), qui utilise deux rotors contrarotatifs coaxiaux pour tirer parti de la portance aérodynamique des pales qui avancent. À des vitesses élevées, l’essentiel de la charge est supporté par les lames qui avancent, déchargeant les lames qui se retirent et éliminant le décrochage des lames qui se retirent. La technologie ABC a été utilisée par Sikorsky sur ses « S69 » et récemment sur les « X2 » et « S97 Raider  », où elle atteint une vitesse élevée et se rapproche de la vitesse des aéronefs à voilure fixe.

La quatrième et dernière technologie mise en œuvre dans le Katroli est la « Commande de Mast Tilt » (CMT), déjà utilisée sur les planeurs Delta, Autogyre et l’hélicoptère léger Nolan. Le mât fixe est relié au châssis du fuselage par un cardan qui permet l’inclinaison longitudinale et latérale. Cela permet l’élimination de la commande cyclique traditionnelle. La commande collective s’effectue en modifiant la pression de refoulement du compresseur, qui agit simultanément sur TJ et CC, en modifiant le régime en TJ et l’élévation en CC.

Le marché

Toutes ces technologies combinées pourraient aider à construire des hélicoptères utilisant moins de pièces et réduisant les problèmes les plus courants. Cependant, beaucoup de recherches et d’essais seront nécessaires pour prouver toutes les hypothèses ci-dessus. Le résultat final pourrait être une nouvelle génération d’hélicoptères efficaces.

Le concepteur

Je voudrais remercier Ruben Maier d’avoir soumis cette idée au concours OACI sur le futur de l’aviation, David Scorer, qui a contribué à l’amélioration de cette description, et Olivier Peraldi d’avoir commenté le concept. Je voudrais également remercier Jorge Ciprian, un designer industriel argentin qui a conçu le concept Katroli. Jorge est diplômé en design de l’Université de Buenos Aires et travaille actuellement en tant que designer indépendant. Il a également dessiné les concepts Templar et Wintonomous pour Imaginactive.