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

IV.3 ETUDE PARAMETRIQUE DU PHENOMENE "12 Hz"
Les études paramétriques suivantes porteront sur une modélisation de
l'hélicoptère Super - Puma Mk 2. Les caractéristiques des pales en fonction de la vitesse de
rotation sont issues à la fois d'acquisitions expérimentales réalisées par EUROCOPTER et
de résultats d'une modélisation spécifique.
IV.3.1 INFLUENCE DE LA VITESSE DE ROTATION
Nous étudions ici l'influence de la vitesse de rotation sur la stabilité du
système. Pour cette étude, nous avons fixé les paramètres à leur valeur nominale. Ainsi, la
raideur de suspension vaut 6 106 N/rn et possède un amortissement de 10 %. Le bloc de
servocommande est supposé se comporter comme une fonction de transfert du second ordre
de gain statique G = 1, de fréquence de coupure f = 8 Hz et d'amortissement relatif = 0,1.
Les résultats, fréquences propres et amortissements modaux, sont présentés sur la figure
IV.5.
Le diagramme des fréquences permet d'identifier à quels modes correspondent
les valeurs propres. La courbe notée FRl représente le mode de basculement de la BTP. Nous
constatons que la fréquence de ce mode n'évolue quasiment pas avec la vitesse de rotation -
sa fréquence reste comprise entre 12 Hz et 12,5 Hz -. La fréquence du mode de basculement
est essentiellement déterminée par la valeur Kb de la raideur de suspension et conserve donc
une valeur constante indépendamment de la vitesse de rotation du rotor. FR2 est le mode de
servocommande. A basse vitesse, sa fréquence correspond à la fréquence de coupure de la
servocommande - 8 Hz - mais elle évolue pour venir se coupler avec le mode de basculement
pour des vitesses plus élevées - de l'ordre de 25 rad/s -. Les autres modes sont les modes de
pale parmi lesquels nous pouvons distinguer les modes régressifs - FR4 et FR5 associées
respectivement au premier et au second mode de battement - et les modes progressifs - FR 3
premier de battement et FR 6 second de battement -.
Le diagramme des amortissements permet de constater que le système devient
instable pour > 25 rad/s. L'instabilité est due au couplage entre le mode de
servocommande et le mode de basculement. Les mouvements de basculement génèrent à
l'entrée de la servocommande des ordres qui sont amplifiés ou tout au moins pas assez
amortis. Ces ordres, répercutés en tête rotor, modifient l'aérodynamique dans le sens dune
augmentation des efforts et donc d'une augmentation de l'amplitude des mouvements de
basculement. La boucle ainsi formée ne dissipe pas suffisamment d'énergie pour que le
système reste stable. Le moyen le plus naturel de faire disparaître cette instabilité est donc
de diminuer le gain de la boucle en jouant ou bien sur l'amortissement au niveau de la
suspension ou bien sur la fonction de transfert de la servocommande.
Chapitre 4 : Instabilité de couplage Rotor - Structure
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