L’autorotation est un terme aéronautique utilisé pour décrire un comportement particulier affiché par les aéronefs à voilure fixe et à voilure tournante, en vol. Le mouvement réel, bien que portant le même nom, est en fait assez différent entre ces deux types. Dans les avions et autres engins à voilure fixe, c’est le phénomène par lequel un avion a tendance à rouler dans un sens ou dans l’autre, et à continuer de tourner dans la même direction, à l’approche d’un décrochage. Beaucoup plus complexe dans les aéronefs à voilure tournante, un hélicoptère ou un autogire en état d’autorotation génère une portance à partir du rotor principal, sans l’aide de la puissance du moteur.
Les autogyres sont uniques en ce que leur rotor principal est toujours non alimenté, de sorte qu’ils génèrent une portance uniquement et délibérément par autorotation. Seule l’hélice d’un autogire est propulsée et elle est uniquement chargée de fournir une poussée directionnelle et non une portance. Les hélicoptères, par comparaison, n’effectuent généralement une rotation automatique que lorsqu’ils y sont contraints dans des situations d’urgence après une panne de moteur. La physique derrière l’autorotation dans les hélicoptères et les autogyres est cependant la même.
Essentiellement, un rotor commence à tourner automatiquement dès qu’il commence à tourner plus vite que le moteur qui l’alimente. Encore une fois, dans le cas d’un autogryon, cela se produit instantanément car il n’y a pas de moteur à rotor. Les mathématiques qui décrivent le fonctionnement de l’autorotation sont complexes. En termes généraux, cependant, il repose sur un équilibrage de différentes quantités de couple sur les parties externe et interne du rotor principal. L’équilibre doit être maintenu par des corrections constantes et minutieuses pour que l’engin reste contrôlable.
Lorsque l’air monte à travers un rotor en mouvement, la forme de ses pales les fait tourner naturellement. Cela se produit à peu près de la même manière qu’un ventilateur de plafond peut tourner lentement dans une maison à courants d’air, même lorsqu’il est éteint. Dans le cas des hélicoptères, cela signifie que l’engin peut être contrôlé et atterri en toute sécurité, même sans puissance moteur du tout. De nombreux promoteurs d’hélicoptères soutiennent l’autorotation et la capacité résultante d’un pilote de garder le contrôle même en l’absence de mouvement vers l’avant les rend beaucoup plus sûrs que leurs homologues à voilure fixe.
L’autorotation dans les hélicoptères est rendue mécaniquement possible par un type spécial d’embrayage, appelé unité de roue libre. Attaché au rotor, ce dispositif fonctionne à peu près de la même manière qu’un embrayage d’automobile permet à une voiture de continuer à se déplacer même lorsqu’elle est enfoncée. Les unités à roue libre ne fonctionnent que dans un seul sens, il est donc impossible que les rotors tournent dans ce qui pourrait être considéré comme le mauvais sens et conduisent un hélicoptère vers le bas. Les unités à roue libre et l’autorotation, en général, au vol à voilure tournante sont si critiques que tous les modèles d’hélicoptères monomoteurs aux États-Unis et dans de nombreux autres pays doivent prouver qu’ils en sont capables avant d’être jugés en état de navigabilité.