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

IV.1 INTRODUCTION
CHAPITRE IV : INSTABILITE DE COUPLAGE
ROTOR - STRUCTURE.
L'objet de ce chapitre est d'étudier un phénomène vibratoire anormal sur
certains appareils de la gamme de produits d' EUROCOPTER. A l'origine de cette étude est
la constatation par les mesures en vol que le niveau vibratoire de l'appareil devient
anormalement important pour une fréquence proche de 12 Hz. Ce constat est relayé par
l'équipage qui détecte lui aussi un niveau vibratoire trop élevé. Les nombreuses campagnes
d'essais qui ont été menée suite à l'apparition de ce phénomène ont permis de déterminer
qu'il se déclenchait pour une portance pratiquement nulle et pour un régime de rotation du
rotor situé, selon les cas, entre le régime nominal et le régime maximum. Ces conditions de vol
sont le plus souvent rencontrées au point fixe et au roulage ou bien encore en autorotation et
en vol de descente.
Très rapidement, les essais en vol et les études ont permis de caractériser la
nature de ce phénomène. Il s'agit d'une réinjection au niveau de la tête du rotor d'un
mouvement parasite induit par le basculement de la boite de transmission principale. Les
paramètres importants mis en jeu pour le déclenchement du 12 Hz sont le régime rotor, la
masse de l'ensemble tournant - présence ou non en tête rotor d'un système de dégivrage des
pales - et les caractéristiques de la chaîne de commande. D'autres paramètres, beaucoup
plus difficiles à prendre en compte lors d'une étude analytique, interviennent également. Il
s'agit des jeux dans la chaîne de commande et du vieillissement de l'appareil. Pratiquement,
la présence de jeux se traduit par une apparition du phénomène 12 Hz pour des régimes
rotor de plus en plus faibles.
Dans ce chapitre, nous développerons différents modèles analytiques qui
permettent de comprendre pourquoi le phénomène de divergence à 12 Hz apparaît et
pourquoi il peut devenir instable. Toutes les études que nous ferons par la suite se
restreindrons à une étude linéaire de ce phénomène. Le modèle de base permet une analyse
bi-dimensiorìnelle en s'intéressant uniquement aux mouvements longitudinaux des ensembles
mécaniques. L'introduction des mouvements latéraux sera présentée dans le second modèle.
A l'aide des modélisations retenues, nous justifierons la solution actuelle adoptée par
EUROCOPTER pour s'affranchir de ce problème et nous proposerons également d'autres
solutions technologiques qui font disparaître le phénomène du 12 Hz.
Chapitre 4 Instabilité de couplage Rotor - Structure 185