Partenariat IC Ingénierie@Lyon – Airbus Helicopters
L’innovation
Les hélicoptères sont les aéronefs à voilure tournante les plus utilisés de nos jours et sont connus pour leur fiabilité. Toutefois, dans des situations de vols spécifiques, les systèmes usuels pour réduire les vibrations atteignent rapidement leurs limites.
CARNOT Ingénierie@Lyon (LaMCoS de l’INSA de Lyon) et Airbus Helicopters ont travaillé au développement de systèmes intelligents pour réduire ces vibrations mécaniques. Ces systèmes, hybrides, combinent l’optimal des solutions passives associés à des systèmes actifs.
Ces « smart systèmes » se basent sur des transducteurs électromagnétiques originaux spécifiquement conçus pour répondre à ces problématiques. Ils présentent un comportement robuste car moins sujets aux variations de propriétés dynamiques que les amortisseurs viscoélastiques classiques. Stables, ils sont dits « fail-safe ». L’absorbeur de vibration hybride ainsi conçu a été testé numériquement, puis expérimentalement en laboratoire et sur un hélicoptère. D’une masse embarquée de 10 kg seulement il réduit efficacement l’amplitude des vibrations d’un hélicoptère de plusieurs tonnes.
Le besoin
Le confort vibratoire de l’hélicoptère et la fiabilité des pièces mécaniques soumises à des efforts alternés ont toujours été un souci majeur dans la conception d’un nouvel appareil ; les constructeurs aéronautiques se sont ainsi forgés une expérience forte en traitement des vibrations. Aujourd’hui, de nouvelles normes européennes limitent le degré d’exposition des salariés aux vibrations, et des premières études médicales ont montré que de nombreux hélicoptères ne se positionnent pas de façon favorable face à cette réglementation.
Parallèlement, les besoins du marché requièrent de faire évoluer le domaine de vol des hélicoptères, notamment en termes de vitesse d’avancement, variétés de configurations de chargement et variations de régime rotor, ce qui rend encore plus délicat la mise au point vibratoire de l’appareil.
Les systèmes d’absorbeurs de vibrations classiques sont bien maîtrisés par Airbus Helicopters, mais n’offrent plus de gisements d’amélioration encore importants, d’autant que certains concurrents et équipementiers aéronautiques ont aussi développé leur expérience dans ces domaines. Airbus Helicopters a ainsi pu réaliser un saut technologique en développant une nouvelle génération de système anti-vibratoire. L’aspect « fail-safe » des systèmes développés au LaMCoS trouve tout son sens dans le secteur aéronautique où une défaillance totale du système n’est pas permise.
Le partenariat
Le laboratoire LaMCoS (Carnot Ingénierie@lyon) a pu faire bénéficier Airbus Helicopters de son expérience dans les systèmes actifs et passifs de contrôle des vibrations. Des expérimentations à l’échelle 1 ont pu être menées par les deux partenaires, en corrélation avec les modèles multiphysiques développés.
L’utilisation de l’excitateur 6 axes, 72KN de l’Equipex PHARE de l’INSA de Lyon a également permis de tester en laboratoire les prototypes à l’échelle de l’hélicoptère afin de gagner un temps précieux lors des essais in situ chez Airbus Helicopters sur un AH225 de 11 tonnes.
Le système d’absorbeur de vibration hybride, breveté, a également donné lieu a de nombreuses publications communes reconnues.
