Résonance sol des hélicoptères : modélisation dynamique, analyse paramétrique de la robustesse et validation expérimentale

par Leonardo Sanches

Thèse de doctorat en Génie mécanique. Mécanique des matériaux. Automatique

Sous la direction de Alain Berlioz et de Guilhem Michon.

Soutenue en 2011

à Toulouse, ISAE .


  • Résumé

    Ce travail s’intéresse à la compréhension du phénomène de résonance sol des hélicoptères à pales articulées et sur l’influence du vieillissement de certains éléments mécaniques sur ce phénomène. Un modèle dynamique simplifié d’un hélicoptère, composé de six degrés de liberté, non amorti, est considéré. Trois méthodes sont utilisées pour le traitement des équations dynamiques à coefficients périodiques : la Méthode de Floquet (FM), la Méthode des Echelles Multiples (MMS), ainsi qu’une procédure d’analyse de robustesse (μ-analyse). Elles mettent en évidence toutes les zones critiques et vérifient l’existence d’instabilités paramétriques. L’analyse de stabilité des rotors isotropes et anisotropes est réalisée. Les diagrammes de stabilité (obtenus avec FM) montrent la complexité de l’évolution de ces zones, ainsi que l’apparition de points de bifurcation à faible vitesse de rotation. L’étude de la réponse temporelle de l’hélicoptère est approfondie au travers d’un développement analytique grâce à la MMS. L’obtention des expressions analytiques rend cette méthode plus polyvalente et moins coûteuse en puissance de calcul par rapport à FM. Les analyses de robustesse montrent, en considérant des incertitudes dans les raideurs de trainée des quatre pales, que le pire cas correspond à une perturbation symétrique de toutes les pales. La validation des résultats théoriques pour plusieurs configurations de rotors est obtenue grâce à un nouveau dispositif expérimental.


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Informations

  • Détails : 1 vol. (xii-207 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p.139-145

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  • Bibliothèque : Institut Supérieur de l'Aéronautique et de l'Espace. Service documentation.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2011/14 SAN
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