Lorsqu´un moteur s´arrête, il convient de le " mettre en drapeau". Qu´est ce que ça veut dire, à quoi ça sert ?
La plupart des hélices sont à pas variable : l´angle d´attaque des pales dans l´air peut être modifié. Lorsque le moteur s´arrête, pour une raison X ou Y, on met l´hélice en drapeau : elle s´arrête. Comment on fait ? on modifie le pas de l´hélice de façon à ce qu´elle " attaque" l´air de face.
Pourquoi est-ce utile de mettre une hélice en drapeau quand le moteur s´arrête ?
Cela permet de réduire la traînée produite par l´hélice : si on ne modifie pas le pas, elle forme un élément presque plat, solide, qui nuit à l´écoulement de l´air et accentue encore la dyssymétrie créée par l´arrêt du moteur.
En termes plus techniques : la corde de l´hélice s´oriente dans le sens du vent relatif et l´hélice oppose moins de surface, donc moins de traînée.
Bon, imaginons un cas concret : un problème survient sur un moteur ou turboprop. Ledit moteur ne fournit plus de puissance ou doit être stoppé pour toute autre raison ( panne ou détérioration d´un accessoire lié, par exemple).
Une fois le moteur stoppé , si l´hélice garde son pas comme lors du vol normal, elle continue à tourner comme les ailes d´un moulin, entraînée par le vent relatif. C´est rassurant quand on est dans l´avion, mais en fait c´est la pire des solutions : elle forme un superbe aérofrein...
Donc on la met en drapeau le plus vite possible , afin qu´elle oppose le moins de résistance possible à l´avancement de l´avion : les pales orientées dans les filets d´air n´entrainent plus l´hélice, d´ailleurs elle s´arrête, ou presque . .. C´est pas rassurant pour les passagers mais c´est la meilleure solution !
L´hélice en drapeau est-elle fixe, ou tourne-t-elle un peu, entraînée par le vent relatif ?
L´hélice est laissée libre de tourner sous l´effet du vent, mais comme les pales sont justement en drapeau, elle ne tourne pas, ou très peu, sous l´effet de je ne sais quelle force minine due au fait que l´angle n´est pas " pile" de 90° mais de 92 et des poussières ( sur C-130 : 92.5°) et les pales d´hélice ont un profil et un vrillage.
Bref, ça tourne si ça veut mais en général ça tourne très peu.
A ma connaissance ( Transall, Twin Otter, Nord 262), l´hélice n´est pas désaccouplée de la mécanique, ce qui explique aussi le grand intérêt de passer en drapeau avec un moteur à pistons, beaucoup plus dur à entraîner en roue libre qu´un turboprop.
Petite parenthèse : une hélice peut se désaccoupler de son arbre d´entraînement, mécaniquement ça parait difficile mais sur l´Hercules cela peut arriver si l´hélice tourne beaucoup trop vite par rapport au moteur. Cela s´appelle le découpling, et après il n´y a plus rien à faire pour utiliser le moteur avec son hélice. Il faut que la maintenance sol intervienne. Cela peut arriver sur les derniers Hercules mais c´est assez rare et le but est d´éviter la survitesse hélice. Sur les anciens Hercules il n´y avait pas de LOW SPEED IDLE pour le roulage au sol et à l´arrêt moteur si on ne charge pas un peu l´hélice en mettant du pas artificiellement on peut avoir un Découpling. L´équipage qui vient derrière aura la mauvaise surprise à la mise en route de voir son moteur démarrer mais sans que l´hélice tourne. C´est pourquoi on vérifie toujours que l´hélice tourne au moment de l´enclenchement du Starter.
L´hélice est-elle débrayée mécaniquement du vilebrequin ?
En fait, sur les conventionnels et les moteurs à turbine liée, tout est entraîné à travers un boîte de réduction ( Gear Box) car le moteur et l´hélice ne tournent jamais à la même vitesse comme sur les bateaux.
En général il n´est pas possible de mettre en drapeau sans arrêter le moteur, par simplement des " fuel shut off" couplés à la mise en drapeau.
Sur les moteurs dit " turbine libre" la liaison moteur/hélice se fait par une turbine et donc il n´y a pas de liaison mécanique. D´ailleurs on utilisait souvent sur le Beech 200 ce stratagème pour l´exercice de vol sur un moteur, en mettant tout simplement l´hélice en drapeau sans arrêter le GTP, chose impossible sur les autre moteurs liés, comme expliqué plus haut.
Comment redémarre-t-on une hélice en drapeau ?
Si la panne moteur se résorbe, ou si la mise en drapeau était un exercice, on remet du pas à l´hélice, entraînée par le vent relatif elle accélère rapidement, le moteur reprend suffisamment de tours et on peut rallumer. Au moment ou la puissance revient l´avion fait une embardée le temps que les tractions soient symétriques et c´est reparti... Quand ça redémarre.
Et sur les hélices à pas fixe, qu´est ce qu´on fait ?
Là, on peut pas mettre en drapeau en modifiant le pas...
Tout ce qui est dit ici concerne par définition une hélice à pas variable.
Si on veut étendre un peu le sujet aux avions legers à hélice bois à calage fixe ( jodel, emeraudes, cap . .),on s´apercoit qu´il est très difficile d´arrèter l´hélice en vol. Si on coupe le contact ou l´essence, l´hélice tourne en moulinet en entraînant le moteur. Cela laisse largement le temps au pilote d´analyser et d´agir.
Si on veut arrêter complètement l´hélice pour un problème de vibrations par exemple, il faut pratiquement amener l´avion à la limite du décrochage. Ensuite pour la remettre en rotation sans l´aide du démarreur, il faut un piqué franc, à une vitesse supérieure à la vitesse de croisière.
Ce constat permet pour des convoyages de vider complètement un reservoir et attendre que la pression d´essence baisse avant de se commuter sur un autre. C´est stressant la première fois !
Source : http://www.aviation-fr.info/
Il y a plein d´images sur les hélices en drapeau, allez-y, c´est dans la section : un avion à la loupe, vers la fin ( ils expliquent même le fonctionnement des toilettes d´un avion, impressionnant ! ( sans parler du chauffage en prenant la chaleur de l´air du réacteur...)