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Mots Clefs : Mécanique du vol charges rotor modèles de vitesses induites CFD 1 6 De la pale droite de soufflerie à la pale d'hélicoptère BlueEdgeTM



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Mots clés : matériaux composites pales du rotor d'hélicoptère éviter la résonance à la vitesse de rotation de la pale et à partir des modes propres on 

  • Quelle est la vitesse de rotation des pales d'un hélicoptère ?

    La vitesse en bout de pale pour un hélicoptère en vol stationnaire est de 400 km/h..
  • Quelle est la vitesse d'un hélicoptère ?

    La vitesse de croisière d'un hélicoptère est de 300 km/h. Une promenade de santé pour le X3, l'hélicoptère hybride à haute vitesse d'Eurocopter, qui a atteint la vitesse record de 472 km/h à une altitude d'environ 10.000 pieds (3.048 m).
  • Comment fonctionne les pales d'un hélicoptère ?

    En tournant, les pales d'un rotor d'hélicoptère génèrent de la portance qui permet à l'hélicoptère de voler. En changeant l'angle d'incidence des pales du rotor principal, on peut faire monter, descendre, s'incliner ou tourner l'hélicoptère.
  • Une pale d'hélice (avion ou navire), de rotor (hélicoptère ou éolienne) ou de pompe est une surface portante en rotation autour d'un axe.

Mécaniquedesfluidesetapplications

principald'hélicoptère parP.Beaumier,M.Costes

D.Petot

ONERA

1 •LEPROBLÈMEFLUIDE-STRUCTURE

SUR

L'HÉLICOPTERE

•1.1Lerotorarticulé desconditionsdevol

àvitessenulle(volstationnaire).La

l'appareil. sontproportionnellesaucarré delavitesserelativedela dumoyeuqui permetd'annulercemomentdeflexionet 0 et180 0, oùlapale lapalereculante,entre180 0 et360

0•

Enpaleavançante,la

nombredeMachincidentsupérieur

à0,9peutêtrerencontré

calage

Jante,lesvitessesd'attaquesontfaibles,

lenombredeMach incidentenextrémité depalepouvantatteindre0,3.Ilest raison

Cettedissymétrieintroduit

unmomentderoulisquineper met pasàl'hélicoptèredevoler.Deplus,elleestsourcede enpaleavançanteentraîne unmouvementascendantdela

LAHOUILLEBLANCHEIN°3/4·2000Article published by SHF and available at http://www.shf-lhb.org or http://dx.doi.org/10.1051/lhb/2000026

àlapale

posantesprincipalesdelacommandede pas:lepascollectif El o cycliqueslatéralElisetlongitudinalEl lc correspondentau loppéepar lerotor. translation, unmouvementderotationuniformeautourde

àlapesanteuret

baldurotordefaçon

àassureruneportanceetuneforce

•1.2Effetdelasouplesse ment,etdesdéformationsimportantesde lastructuresepro ficatives,etellespeuvent influencerl'aérodynamiqueen modifiant despales,entraînantdesvibrationsde lastructurequisont •13Moyeuxsouples(HMR,BMR) naireetverticala moyeudurotorprincipalpermetd'alléger lamassedescom

Army)et

actionsfortesentreaérodynamique etdynamiquedurotor principal superposer

àlacommandedurotoruneloidevariationde

libredespalesdefaçon

àminimiserlesforcesetmoments

(àl'ori

àdiminuerlebruit

lesillagedurotor

HMRdans

lasoufflerieduDNW.Lepremiermodedetor

Q(Qétantlafré

en3 ner,suivantlaphase delacommandemulticyclique,une 4 avec posanteen3

Qestbienreproduiteparlecalcul(bienque

latorsionsouple

1droite),

culsoupleetdel'expérience.

IrlR=O,871

1.Influence

Experience

delasou- 3 simulationpalesouple 0.25

Experience

plessedes u· simulationpalerigide palessurles e:Ji 02 simulationpalesoupledéforma- B.2 tionset I! 8 0.15 charges S -8 c aérodyna- 0.1 miquesdes

8-:::J

pales. •!il".. 0.05 E 'tl •·2 .S! 0 'tl

§-o.oso

90180270360

azimut,ljIrJ

LAHOUILLEBLANCHE/N°3/4-2000

Mécaniquedesfluidesetapplications

II•DESCRIPTIONDESMODÈLESPOUR

LEROTORPRINCIPAL

types:

Réponseforcéepériodique,

-Intégrationtemporelle, -Stabilité. Pour réduire tandisque sil'on •2.1Dynamiquedespales

2.J.1Modèlesdepoutres

modèledepoutrerigide,pourlequel lenombrededegrésde libertéestréduitàleurminimum: ilnerestequelebatte mentet maintenantavecdesmodèlesplus richesprenantencompte laflexibilitédelapale. paleàl'arrêtouenrotation)[2],[3].6 à 8inconnuessuffi amènerait plusimportant,del'ordrede \00parpale,estégalement envisageable.

Mechanics)

effortsprésents auseindecespiedsdepale,unereprésenta delaisseràl'utilisateurlelibrechoixde lafinessedeladis lecarac •2.2Aérodynamiquedespales destroisfamillessuivantes: lesmodèles

20"instantanés",

-lesmodèles

20"avechistoire",

-lesmodèles3D. unmodèleà

Lorsque

dansl'aérodynamique,soncouplagedans lemodèlefluide [5],Pitt-Peters[6],voireMETAR[2]), -modèles

20instantanés,

-modèles3D(tourbillonnaireMETAR).

2.2.1Aérodynamiquebidimensionnelle

Modèlesaérodynamiques

2D"instantanés"

bidimensionnels mentinstantanédecettesection. accélérationsduprofil(Theodorsen [7]).Cesmodèlessont l'histoiredumouvementduprofil.

Ils'agitdesmodèlesde

déterminer dépendantdesonétatpassé[8], [9],[10). modèlenepourrafournir laréponseaérodynamiqueenune sectiondonnéequesurtouslesazimutsà lafois.Lestemps culdelapartiemécanique.

2.2.2Modélisationdusillage

le 10

ViN'O''9i%R:

4

TestàC;;0=O.113

VitesseinduiteMETAR

VitesseinduiteMeijer-Dress

270180

2 . ,..,'.'.., , ,','..., .','....•,

-20..,..••..., ,.-(.,. engendréespar lesillageauniveaududisquerotor).Enpra tique,ondéfinituneincidenceinduitepar lesillage,dontla

Drees,utilisédanslescodesHOST,R85

[2]etROTOR[3], mètres tiondevol. uncal géométrie pasestfourniparlavitesseinduite deFroude.Lapaleelle rotor7AD,pourunfortcoefficientdeportance modèleMETARestassezfaible(figure

2,droite),mais

lerletorseurvibratoire. sentée.LemodèleMESIR [II],développéàl'ONERAà lavitesse

MESIRsurlerotorBo

105envoldedescentepourunpara

perceptibles.

2.2.3MéthodesCFD

Leseffets3Dcompressiblesinstationnaires

nepeuventêtre

1sillageprescritl1sillagelibre1

écaniquedesfluidesetapplications

.ai••

Mach:0.30.40.50.60.70.80.911.11.2

7A7MJ queux,isentropiqueetirrotationnel, sibienquelechampde le dans la la facede

Lorsque

tions,celles-ci sontégalementinclusesdanslaconditionde entrée,et namiquess'exerçantsur lapaleàchaqueazimutducalcul. produisentdans laformelaplus lesystèmedeséquations l'ONERAdanslecodeWAVES[13].Chaqueblocde pouvoirimposer lacinématiquedelapale,etunedéforma s'exercentsur lerotor. ladescription correspondantauxeffetsde laviscositéetdelaconduction dechaleur.L'écoulementsur lerotorétantengrandepartie nécessaire.Dans lapratique,lesapplicationsdesméthodes permettredefournir unchampaérodynamiquevisqueuxuti

Lafigure4illustre

unexempled'informationaccessibleaux

àl'azimut

quotesdbs_dbs44.pdfusesText_44
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