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

111.2.2.2 Couplages dus aux modes de traînée
Afin de compléter létude précédente, il est indispensable de connaître les
couplages créés par les modes de traînée. Dans ce cas, nous allons introduire le premier
mode de traînée des pales qui est un mode de corps rigide. Les caractéristiques modales
n'évoluant pratiquement pas avec la vitesse de rotation du rotor, nous les considérerons
comme constantes et valant:
-fréquenceproprel Hz
- masse modale 27,95 kg m2
- amortissement modal 10 %
- déformée modale : h(r) = nR
Bien que le mode de traînée soit un mode de corps rigide, sa fréquence n'est
pas nulle puisque le système d'attache de la pale sur le moyeu impose une raideur non-nulle.
Il faut comprendre mode de corps rigide au sens où la pale ne se déforme pas.
La base modale de fuselage utilisée pour décrire le couplage sera celle
présentée précédemment dans le tableau 111.1.
La figure 111.2 montre les résultats obtenus pour le système constitué du mode
rigide de traînée et des 6 modes de fuselage.
Le mode de traînée de la pale observé en repère fixe se décompose en trois
modes distincts : le mode collectif qui n'est pas modifié par la vitesse du rotor et les deux
modes progressif et régressif qui évoluent fortement en fonction de la vitesse de rotation. Le
mode de traînée progressif se couple avec le mouvement de tamis Ty de la tête rotor - point
c - aux alentours de = 10 rad/s. Ce couplage ne change rien à la stabilité du système
comme le montre le diagramme des amortissements. Nous reconnaissons ici la forme
caractéristique du mode de traînée régressif dont la fréquence devient nulle pour = 6
rad/s. Cependant, au-delà de cette vitesse critique, le mode de traînée régressif n'est pas
intrinsèquement instable à cause de l'amortissement imposé qui représente la valeur de
l'amortisseur de traînée. Néanmoins, le mode de traînée régressif se couple avec les
mouvements de tamis de la tête rotor - modes Tx et Ty -. Les couplages du mode de traînée
régressif avec le mode Tx sont notés a et b et le couplage avec le mode Ty est noté d. Le
couplage a a lieu alors que la fréquence du mode de traînée régressif diminue: il ne remet pas
en cause la stabilité du système. Par contre, les couplages du mode de traînée régressif avec
les mouvements de tamis de la tête rotor - b et d - ont lieu sur la pente positive du mode de
pale. Ces couplages tendent à diminuer la stabilité du système. Dans la configuration
choisie, nous constatons de plus une instabilité du couplage Traînée régressif - Mouvement
de tamis - couplage d - et l'autre couplage du même type - point b - conduit à la limite de
stabilité du système. De plus, l'instabilité se produit pour = 25 rad/s qui est une valeur
très proche de la valeur nominale de la rotation du rotor. Ainsi, dans les conditions
nominales du vol, ce couplage est excité et risque donc de créer l'instabilité de l'appareil.
Chapitre 3 : Couplage Rotor - Structure 150