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

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La figure 111.7 montre que l'amortissement minimal qui assure le bon comportement de l'appareil est de l'ordre de 13%. Or, dans la base modale de rotor que nous avons utilisée, cet amortissement n'est que de 11 % ce qui est insuffisant vis à vis du critère de division par deux à quatre secondes. Il est fort probable que l'amortisseur de traînée monté sur ce rotor soit légèrement dégradé et ne suffise plus à stabiliser l'appareil. Les simulations ont permis de montrer que le phénomène de résonance sol est du au couplage entre le premier mode de traînée régressif et les modes de fuselage qui contiennent une composante non-nulle de mouvement de tamis de la tête rotor - c'est le cas en particulier des modes de roulis et de tangage du fuselage - Les couplages apparaissent quand la vitesse de rotation du rotor Q est telle que Q = Wö + w1 où co est la pulsation propre du mode de traînée et w est la pulsation propre du mode de fuselage considéré. Lors dun tel couplage, l'appareil est susceptible de perdre sa stabilité au sens strict ou bien au sens du critère de certification - temps de division par deux inférieur à quatre secondes -. Afin de s'assurer du bon comportement de l'appareil du point de vue vibratoire, il suffit d'augmenter l'amortissement du mode de traînée régressif par l'intermédiaire de l'adaptateur de traînée. Une autre solution serait de modifier les caractéristiques du train d'atterrissage afin de positionner les modes propres de la structure dans une plage de fréquence qui ne rencontrerait pas le mode de traînée régressif. Cette solution a été explorée mais elle nécessite de remettre en cause le dimensionnement des trains qui sont surtout calculés vis à vis de la résistance au crash. De plus, la valeur optimale des raideurs de trains est incompatible avec la technologie actuelle de fabrication. C'est pourquoi il apparaît plus aisé de se concentrer sur l'adaptateur de traînée. Dans la configuration du Super Puma Mark II équipé d'un train d'atterrissage de série, l'amortissement minimal que doit avoir le premier mode de traînée est de l'ordre de 15 Y/0 pour assurer la stabilité de l'appareil. Cette valeur peut être facilement atteinte avec un. adaptateur bien réglé. Le problème qui se pose en pratique est la constance de cet amortissement au cours du temps puisque le matériau viscoélastique utilisé pour fabriquer l'adaptateur de traînée se dégrade assez rapidement. Le constructeur européen EUROCOPTER a démontré qu'il était possible de mettre au point un système de contrôle actif de la résonance sol basé sur le principe d'injection de pas cyclique au niveau du rotor en réponse à un mouvement de tangage ou de roulis. Ce système utilise les efforts aérodynamiques et les forces d'inertie de battement induits par le pas cyclique pour contrer le mouvement de la tête rotor dû à l'un des modes du fuselage susceptible de devenir instable. Chapitre 3 : Couplage Rotor - Structure 160
111.3 ETUDE NUMERIOUE DU COUPLAGE ROTOR-STRUCTURE Dans le premier chapitre de ce rapport, nous avons présenté le code de calcul R85 utilisé par EUROCOPTER pour calculer le point de fonctionnement dun rotor dans une configuration donnée. L'inconvénient de ce code, dans l'état actuel, est de supposer que la tête rotor est encastrée - il ne prend pas en compte les mouvements possibles de la tête rotor -. Or, il est indispensable de développer un outil numérique performant capable de calculer le fonctionnement du rotor dans des configurations réelles c'est à dire en supposant que la tête rotor peut se déplacer sous l'action des déformations du fuselage. L'interaction entre les deux sous-structures Rotor et Fuselage est importante puisqu'elle met en jeu des efforts considérables. Dans cette section, nous allons montrer comment développer un tel outil en s'appuyant sur le code de calcul rotor déjà existant. La méthode la plus simple consiste à calculer les déformations du fuselage qui sont crées par le torseur dynamique en tête rotor en supposant connue une base modale de fuselage. Il est alors possible de remonter aux mouvements générés par le fuselage à la tête rotor et d' intégrer ces mouvements pour le calcul dun nouveau point de fonctionnement du rotor. C'est lors de cette étape du calcul que nous utiliserons le code R85 qui nous donne le nouveau torseur en tête rotor. Le but de ce travail est donc d'intégrer à ce code la résolution des équations dynamiques du fuselage et de prendre en compte les mouvements de la tête rotor générés par le mouvement du fuselage. Nous étudierons ensuite quelques cas de calcul simples afin de valider le nouveau code Rotor - Structure couplé. La validation ne pourra être que partielle puisqu'il n'existe pas encore de données expérimentales dans des cas suffisamment simples pour servir de cas tests. Enfin, nous aborderons l'étude d'un cas de vol réel afin de quantifier les modifications apportées à la réponse du rotor encastré par la présence du fuselage. En outre, le code de calcul Rotor - Structure couplé permet de calculer directement le niveau vibratoire en cabine en utilisant la connaissance de la base modale du fuselage et les coordonnées modales associées qui sont des variables d'état du système couplé. Ce calcul sera comparé aux diverses méthodes actuellement utilisées pour calculer le niveau vibratoire du fuselage. Chapitre 3 : Couplage Rotor - Structure 161
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N° d'ordre 94 - 53 MEMOIRE DE THES
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ECOLE CENTRALE DE LYON Directeur: E
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Machines Thermiques Photocatalyse M
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