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DETERMINATION EXPERIMENTALE DES COEFFICIENTS DE PUISSANCE ET DE PORTANCE D'UN ROTOR D'HELICOPTERE ; GIRAULT ; RECKER ; SLT ROSSELLE, Bastiien

Type de contenu
  • Images animées
Titre(s)
  • DETERMINATION EXPERIMENTALE DES COEFFICIENTS DE PUISSANCE ET DE PORTANCE D'UN ROTOR D'HELICOPTERE ; GIRAULT ; RECKER ; SLT ROSSELLE, Bastiien
Autre(s) responsabilité(s)
Editeur, producteur
  • Ecoles Militaires de Saint-Cyr Coëtquidan
Note de thèses et écrits académiques
  • Filière Scientifique - Option Mécanique Promotion Chef d'Escadron Francoville Date de soutenance : 01/01/2011
Résumé ou extrait
  • > Etude : PRESENTATION : Les recherches sur les rotors d¹hélicoptères sont essentielles pour améliorer les performances des hélicoptères. Actuellement, il est difficile d¹étudier les propriétés aérodynamiques des hélicoptères sans avoir recours à l¹expérimentation. Mais les diamètres des rotors d¹hélicoptères sont de l¹ordre de la dizaine de mètres. L¹expérimentation sur un rotor est donc compliquée à mettre en oeuvre. Par conséquent, il est préférable de réaliser les expérimentations sur des modèles réduits à condition que ceux-ci soit conforme à la théorie du rotor. Notre étude porte sur la caractérisation d¹un modèle réduit de rotor. C¹est une étude introductive, qui n¹étudie que le vol stationnaire. Nous allons rechercher les caractéristiques de ce rotor puis nous vérifierons que ce rotor est conforme à la théorie. Des études pourront ensuite être menées sur ce modèle réduit. CONTRAINTES ET IMPERATIFS : Les contraintes sont principalement expérimentales. En effet nous ne devons pas perturber le flux d¹air au niveau du rotor, il faudra donc en tenir compte lors de la construction du banc de mesure. En étudiant la théorie du rotor, nous recherchons les variables qui nous permettront de caractériser le modèle réduit de rotor. Nous étudions aussi les phénomènes qui se produisent sur un rotor d¹hélicoptère et en particulier la forme du flux d¹air. Ainsi, nous devons pouvoir mesurer la portance produite par le rotor ainsi que la puissance consommée. De plus la connaissance de la géométrie de la pale est impérative. Cela nous permet de calculer la courbe du coefficient de puissance en fonction du coefficient de traction. Enfin pour valider la théorie du rotor dans le cas du modèle réduit, nous devons mesurer la vitesse du flux d¹air et en particulier la vitesse induite, c'est-à-dire la vitesse de l¹air au niveau du plan de rotation du rotor. DEMARCHE : Dans un premier temps, nous étalonnons le banc de mesure ce qui nous permet de mesurer les variables caractéristiques du rotor. En particulier nous étalonnons l¹angle de calage du rotor qui est l¹angle entre la pale et le plan de rotation du rotor. Cela nous permet de mesurer pour le modèle réduit la courbe du coefficient de puissance en fonction du coefficient de traction. Cette courbe caractérise touts les points de fonctionnements possibles du rotor. En effet pour plusieurs couples distincts d¹angle de calage et de vitesse de rotation données. Le rotor produit une certaine force de traction et requiert une certaine puissance. Nous étudions ensuite la géométrie de la pale du rotor afin de pouvoir la comparer à une pale de référence cela nous permet d¹en déduire le comportement la pale et en particulier les variations de ses coefficients de portance et de traîné. Nous étudions ensuite le flux d¹air à l¹aide de l¹expérience : Particle Image Velocimetry. Cela nous permet de connaitre la forme du tube de courant du rotor. Dans un deuxième temps, à l¹aide des variables mesurées. Nous étudions l¹adéquation de la théorie du rotor avec les résultats obtenus expérimentalement pour le modèle réduit. Nous en déduisons alors les limites de l¹application de la théorie du rotor à un modèle réduit. RESULTATS OBTENUS : A partir de la théorie du rotor, nous calculons la puissance et la portance du modèle réduit à partir de la vitesse induite. Nous comparons alors la puissance et la portance calculée avec la puissance et la portance mesurée. Nous constatons alors que pour certains points de fonctionnements la théorie du rotor n¹est pas applicable. Ainsi pour un point de fonctionnement de coefficient de traction nul, la vitesse du flux d¹air n¹est pas conforme à la théorie. On en conclut que le point de fonctionnement de coefficient de traction nul n¹est pas réalisable expérimentalement. Nous avons constaté lors de la mesure de la courbe du coefficient de puissance en fonction du coefficient de traction qu¹à partir d¹une certaine valeur du coefficient de traction la courbe augmentait exponentiellem
Sujet(s)
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