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

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NI C/) G) I- 2 Q) G) o C G) 10 9 8 7 C- 2 u- 3 2 i 0.04 0.02 Az Tz o o 5 10 Chapitre 3 : Couplage Rotor - Structure 10 15 20 25 Vitesse de rotation (rad/s) Tx Ty Rz Batt. P 15 20 Vitesse de rotation (radis) 30 Batt. C 35 25 30 35 Figure 111.1: Etude du couplage premier mode de battement - modes du fuselage Tz Batt. R Ty Tx 148
Comme les équations du mouvement le laissaient prévoir, nous observons un couplage entre le mode de battement collectif - Batt. C - et le mode de pompage de la structure - Tz -. Ce couplage apparaît pour ane vitesse de rotation du rotor de 26 rad/s qui est sensiblement égale à la valeur nominale de rotation. A priori ce couplage peut être néfaste pour le comportement vibratoire de l'appareil. En effet, l'énergie contenue dans le rotor et plus particulièrement sur le premier mode de battement des pales va exciter le mode de pompage de la structure. Cependant, ce couplage ne crée pas d'instabilité puisque le diagramme des amortissements montre seulement un échange entre ces deux modes sans atteindre le domaine d'instabilité. Par contre, puisque ce couplage a lieu à la valeur nominale de la vitesse du rotor, il y a création duri fort niveau vibratoire selon Z dans la cabine. Si nous nous intéressons maintenant au mode de battement progressif, nous constatons qu'il se couple fortement d'abord avec le mode de roulis vers 2 = 5 rad/s puis avec le mode de tangage vers = 9 rad/s. Ces couplages apparaissent aussi sur le diagramme des amortissements mais ils ne créent pas d'instabilité. De plus, étant donné que ils ont lieu loin de la valeur nominale de rotation du rotor, ces deux couplages ne vont pas participer de manière significative à la dynamique de l'appareil. Le mode de battement régressif se couple aussi avec les modes de roulis et de tangage. Par contre, ces couplages sont plus difficiles à visualiser puisque les courbes des fréquences ne se croisent pas : les couplages se produisent sur des plages de fréquence beaucoup plus étendues que dans le cas du mode progressif. Cependant le couplage Battement régressif - Tangage a lieu sur une plage de fréquence qui englobe la valeur nominale de la rotation du rotor. Il y aura donc excitation du mode de tangage de la structure et augmentation du niveau vibratoire correspondant sur le fuselage. D'autre couplages du même type peuvent apparaître si nous prenons en compte des modes de battement et des modes de translation de fuselage d'ordre supérieur. Cependant, le premier mode de battement des pales est le plus énergétique et le plus proche en fréquence des premiers modes de fuselage. Les couplages plus haut en fréquence ont donc peu de chances de participer de manière significative au niveau vibratoire de l'hélicoptère ni de générer des instabilités vibratoires. Ainsi, nous pouvons conclure que les modes de battement participent au niveau vibratoire de la cabine par l'intermédiaire des mouvements de pompage et de tangage de la tête rotor mais qu'ils ne sont pas la cause d'une instabilité éventuelle. Chapitre 3 : Couplage Rotor - Structure 149
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