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

¡.1 INTRODUCTION
CHAPITRE I : MODELISATION DU ROTOR.
A mesure que l'hélicoptère évolue dun aéronef volant à basse vitesse vers un
système présentant de hautes performances, son rotor travaille dans un environnement de
plus en plus sévère. En outre, les spécifications de confort des équipages et des passagers,
les exigences de fiabilité relatives aux divers composants mécaniques ainsi quaux
équipements électroniques sont également devenues plus contraignantes.
Pour faire face à ces nouvelles exigences, il est nécessaire de développer un
outil permettant de calculer les performances, les charges, les vibrations ainsi que la stabilité
aéroélastique de diverses configurations de rotor pour différents cas de vol.
Dans ce chapitre, nous allons présenter le code de calcul rotor utilisé par
EUROCOPTER qui est capable de calculer de manière très précise un point de
fonctionnement dun rotor donné. En outre, ce code rotor permet davoir accès à de
nombreux autres résultats comme la répartition des efforts le long de la pale, la position des
commandes pour une configuration d'équilibre donnée, la puissance nécessaire au vol ou le
niveau vibratoire en tête rotor. Nous articulerons cette présentation autour des deux
hypothèses principales utilisées dans le modèle qui consistent soit à modéliser la pale par
une poutre indéformable soit au contraire à prendre en compte les modes de déformation de
la pale. Pour chacune de ces hypothèses, nous examinerons les modélisations adoptées pour
décrire les effets d'inertie, les déformations éventuelles et les effets aérodynamiques.
Nous développerons ensuite un modèle simplifié qui permet de traiter des
problèmes plus particuliers. Ce modèle se base sur une description du rotor à partir des
modes de la pale uniquement. L'aérodynamique sera prise en compte de manière simplifiée
en s'affranchissant de tous les effets instationnaires et de décrochage. Cependant, l'intérêt de
ce modèle par rapport au code industriel est qu'il inclut les effets non-linéaires qui peuvent
apparaître dans le comportement du rotor. Ils sont dus aux effets gyroscopiques, aux
couplages entre les divers modes de déformations de la pale ou bien encore à
l'aérodynamique.
Enfin, dans une dernière partie, nous utiliserons le modèle simplifié pour
mener une étude qualitative sur le comportement du rotor. Pour diverses configurations de
vol, nous étudierons la réponse du rotor dans le cadre de l'approximation linéaire afin de
mettre en évidence les différents types de comportement. Nous étudierons également les
modifications apportées à la réponse linéaire dans le cas où les effets non-linéaires sont pris
en compte dans les équations du mouvement.
Chapitre 1: Modélisation du rotor 25