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

effet, leurs positions en fréquence sont très éloignées de l'excitation générée par le rotor - à
4,417 Hz -.
La troisième harmonique du moment de flexion est peu modifiée par la base
modale souple et de plus les modifications agissent dans le sens d'une diminution des
efforts. Ce phénomène est dû au couplage avec le 3ème mode souple du fuselage qui est ui-i
mode ayant une forte composante de tamis en tête rotor. Ce mode est situé à 13,003 Hz c'est
à dire proche du 3 1 ( = 13,251 Hz ). Cependant, la masse modale étant élevée par rapport
aux autres modes - 2,4 iO kg m2 - le couplage de la dynamique du rotor avec ce mode est
peu sensible. Il y a effectivement diminution des efforts du rotor car ce mode de fuselage agit
comme un absorbeur dynamique vis à vis des efforts en 3 .
Le phénomène précédent est encore plus sensible sur 1' harmonique 4 du
moment de flexion en traînée. En effet, la base modale contient deux modes très proches du
4 c - 17,668 Hz -. Il s'agit du mode de pompage à 17,603 Hz , de masse modale 5 iü kg
m2 et du mode de tamis à 17,842 Hz , de masse modale 9 io kg m2. C'est surtout le mode
de tamis qui va se coupler avec le mode de traînée des pales comme nous avons pu le
montrer dans la première partie de ce chapitre. Comme la fréquence d'excitation et la
fréquence de ce mode sont proche et puisqu'en outre, la masse modale est faible, le mode de
fuselage va être excité et donc se comporter comme un absorbeur dynamique calé sur la
fréquence d'excitation du rotor.
Au contraire des remarques précédentes, l'harmonique 5 du moment de flexion
est modifiée dans le sens d'une augmentation des efforts. La prise en compte de la base
modale n'entraîne pas une atténuation des efforts puisque elle ne contient pas de mode
susceptible de jouer le rôle d'absorbeur de vibrations. Le mode le plus élevé en fréquence est
situé à 20,893 Hz alors que l'excitation en 5 L correspond à une fréquence de 22,085 Hz.
Dans ces conditions, la dynamique globale du fuselage crée des efforts supplémentaires sur
les pales. Plus l'amortissement de la base modale du fuselage est faible, plus les efforts
supplémentaires générés sur les pales sont importants. Ce résultat se comprend aisément
puisqu'un faible taux d'amortissement sur la structure ne permet pas de dissiper beaucoup
d'énergie ; cette énergie se retrouve donc sur le rotor.
La figure 111.13 présente les résultats obtenus concernant les charges
aérodynamiques de traînée. La prise en compte de la base modale apporte des
modifications sur les seules harmoniques 3, 4 et 5. De manière générale, la modification des
charges aérodynamiques est beaucoup moins importante que la modification des efforts
d'inertie. Ce résultat confirme l'hypothèse que l'aérodynamique est peu modifiée par la
présence du fuselage. Néanmoins, l'augmentation des efforts aérodynamiques est sensible sur
les harmoniques 3 et 5. Ce résultat se comprend puisque nous avons montré - cf Tableau 111.6
- que les efforts aérodynamiques de traînée se répercutent en repère tournant sur les
harmoniques k b - I et k b + 1. De plus, l'augmentation des charges aérodynamiques est
d'autant plus importante que l'amortissement structural du fuselage est faible.
Chapitre 3 : Couplage Rotor - Structure 177