Etude du comportement dynamique linéaire et non-linéaire d'un ...

CHAPITRE III: COUPLAGE ROTOR - STRUCTURE.
111.1 INTRODUCTION
Un des objectifs principaux lors du développement d'un nouvel hélicoptèreest
de réduire le plus possible le niveau vibratoire dans le fuselage. En effet, pour des
performances en vol et des masses maximales au décollage identiques, le client préférera un
appareil à faible niveau vibratoire en cabine. Cela permet de ménager aussi bien
l'électronique embarquée que les pilotes. Il en résulte un allongement de la durée des missions
avant d'atteindre le seuil de fatigue maximal autorisé lors de la certification de l'appareil.
Afin de pouvoir estimer le niveau vibratoire d'un nouvel appareil au stade de l'avant -
projet, il est nécessaire de disposer d'un outil permettant le calcul en dynamique des
vibrations non seulement du rotor mais aussi du fuselage. Or, à l'heure actuelle, les codes de
calcul en dynamique du rotor et de la structure sont entièrement découplés. D'une part, le
calcul d'un rotor est traité dans le cadre linéaire par le code de calcul R85 uniquement dans
le cas où la tête rotor est supposée encastrée. D'autre part, le calcul des modes du fuselage
est bien maîtrisé à laide d'un modèle Eléments Finis très précis et validé par des essais
d'identification modale sur un appareil au sol.
L'objet de ce chapitre est de présenter les travaux effectués pour aboutir à des
modèles qui permettent de décrire le comportement vibratoire global d'un hélicoptère. Dans
un premier temps, nous développerons un modèle analytique linéaire de couplage Rotor -
Structure qui permet à partir d'un nombre réduit de degrés de liberté de décrire les
principaux phénomènes mis en jeu dans le couplage. Ce modèle permet également d'étudier
la stabilité de l'appareil complet et non plus seulement du rotor comme nous l'avions fait
jusqu'à présent.
Nous présenterons ensuite les modifications apportées au code industrie! R85
qui permettent d'obtenir un modèle numérique complet d'un hélicoptère dans le cadre dune
étude linéaire. L'introduction du couplage rotor - structure augmente considérablement la
durée des calculs numériques mais améliore la description vibratoire de l'appareil. Un seul
calcul permet d'obtenir à la fois le point de fonctionnement du rotor et le niveau vibratoire en
différents points du fuselage. Les premiers résultats devront cependant être vérifié à laide
de résultats d'essai en vol afin de valider le modèle numérique de l'ensemble de l'appareil.
Chapitre 3 : Couplage Rotor - Structure 135