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

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1.6 CONCLUSION L'étude menée dans ce premier chapitre a permis de comparer les deux codes de calcul de rotor utilisés. Le code de calcul R85 en service à EUROCOPTER utilise à la fois une approche modale et une discrétisation de la pale en éléments simples. Ce code permet d'obtenir des résultats très précis en particulier sur la répartition des efforts le long de la pale, sur les efforts en pied de pale, etc... . L'utilisation intensive de ce code a permis d'apporter un certain nombre d'améliorations et de validations par comparaison avec des résultats d'essais en vol ce qui en fait actuellement un outil indispensable au développement de nouveaux hélicoptères. Le code simplifié présenté ensuite ne prétend pas fournir autant de résultats exploitables mais il présente deux avantages intéressants: - en premier lieu, il nécessite des calculs beaucoup moins lourds car il utifise uniquement une description modale de la pale. - ensuite, il permet de prendre en compte les effets non-linéaires qui comme nous lavons vu peuvent avoir des effets non négligeables sur le comportement du rotor. Il est alors possible d'utiliser ce code de calcul pour mener une étude qualitative sur le comportement linéaire ou non du rotor dans certaines configurations de vol. L' étude phénoménologique du comportement du rotor a d'ores et déjà permis de mettre en évidence des propriétés intéressantes. Nous avons tout d'abord étudié la stabilité du rotor isolé qui a permis de calculer une vitesse critique directement liée au premier mode de traînée de la pale. Ensuite, l'étude du rotor linéaire dans diverses configurations d'efforts aérodynamiques a permis de mettre en évidence l'influence de l'excitation aérodynamique qui se traduit par la présence des seules harmoniques k - si est la fréquence du rotor -. Ce résultat se généralise pour un rotor avec b pales où seules les harmoniques k b apparaissent. L'étude paramétrique sur l'angle de vrillage statique de la pale a permis de mettre en évidence l'influence de ce paramètre. L'angle de vrillage est à la base du couplage entre les modes de traînée et les modes de battement et de plus il détermine la forme des excitations aérodynamiques observées en repère fixe. L'étude du comportement non-linéaire du rotor a permis de montrer que dans certaines conditions les non-linéarités peuvent avoir une influence très importante. Elles génèrent des résonances supplémentaires aussi bien dans le cas du rotor isolé que dans le cas du rotor soumis aux excitations aérodynamiques. Ces résonances non-linéaires deviennent vite très nombreuses avec l'augmentation du nombre de termes non-linéaires pris en compte. De plus, dans certaines conditions, les termes résonants non-linéaires deviennent du même ordre de grandeur que les résonances linéaires. Ces résultats permettent d'expliquer le phénomène constaté parfois lors des essais en vol qui consiste en l'apparition des fréquences Chapitre I: Modélisation du rotor 72
parasites en dehors des fréquences correspondant à la réponse linéaire du rotor. En outre, si les non-linéarités deviennent trop importantes, le comportement de la pale peut devenir chaotique. Chapitre 1: Modélisation du rotor 73
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ECOLE CENTRALE DE LYON Directeur: E
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Machines Thermiques Photocatalyse M
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RESUME Le développement croissant
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INTRODUCTION Table des Matières I
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INTRODUCTION Les vibrations sur un
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La stabilité d'un rotor et plus g
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Afin de calculer les solutions pér
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Ai+ieq-Mi-ai O O o (2.91) Pour ne p
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11.5 CONCLUSION Les méthodes d'ana
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111.2 ETUDE ANALYTIOUE DU COUPLAGE
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-y A ce stade, nous avons pris en c
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aérodynamiques. Ces deux types d'a
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111.2.1.4 Equations du mouvement po
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Il ressort de l'étude du premier m
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Nous disposons également des carac
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Le diagramme des amortissements n'e
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La figure 111.7 montre que l'amorti
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111.3.2 MISE EN OEUVRE DU COUPLAGE
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Par contre du point de vue dynamiqu
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Correction des X par a méthode de
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Ces modes ne décrivent en aucun ca
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A partir du torseur en tête rotor
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Modes fuselage Calcul par RFD Code
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111.3.4 ETUDE DUN CAS DE VOL Comme
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tzt4/02/q.4 l5-3q2czt R85S2.G - 332
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Afin de compléter l'étude de ce c
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Nous pouvons encore vérifier la pe
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Le principal résultat que nous avo
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IV.2 MODELISATION BI-DIMENSIONNELLE
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Soit M un point courant de la pale
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= b b 2 lJ + Umca = (-m wq1+ -J2 qj
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Cela conduit à: (b ml2 + Iß+ Im)+
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- le premier est dû au basculement
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G, fréquence de coupure et amortis
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K= Les efforts aérodynamiques peuv
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IV.3 ETUDE PARAMETRIQUE DU PHENOMEN
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IV.3.2 ETUDE DE LA BOUCLE DE REINJE
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AMb CD. 15 Q,. ID -ID_05 5 La diver
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modes devient plus difficile et les
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En conclusion, nous pouvons affirme
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Y X Figure IV.12: Système de renvo
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O 2Qii O O O bQvi O -2Qt1 O O O -bQ
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FR1 HZ FR2 HZ FF3 HZ AFI 1 Ariz All
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IV.6 CONCLUSION L'étude présenté
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CONCLUSION Dans la première partie
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caractéristiques de ces pièces on
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W. R. WALKER, 1989, Helicopter coup
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Il vient donc finalement: avec IA t
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Le premier type de terme est de la
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traînée couplé à la torsion. de
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Nous obtenons finalement l'équatio
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Le terme Fb2 se calcule en intégra
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hb qb V, = r hb qb Q cosìv + (hb q
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coefficients: 'bij =Jpale Mb La pri
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A II-2 TORSEUR GENERE PAR LE ROTOR
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