Étude numérique et expérimentale de l'utilisation d'hélices flexibles pour les drones de type « Tilt-Body »
Résumé
Les drones des type « Tilt-Body» constitues un intérêt croissant car ils offrent une grande polyvalence dans le domaine de la reconnaissance en milieu urbain. Une question clé à résoudre pour un fonctionnement optimal est le problème qu'un rotor orientable rigide ne peut pas fonctionner de manière efficace à la fois pour le vol stationnaire et vol de croisière. Malheureusement, la plupart des grandes techniques d'adaptation d'échelle ne sont pas transférables à l'échelle des microdrones. Dans la présente étude, une commande de torsion passive est considérée comme un moyen potentiel d'améliorer l'efficacité globale de vol par rotor orientable. Ce document met l'accent sur l'évaluation des techniques de conception, à la fois pour les performances propulsives et pour les propriétés structurelles d'un rotor orientable flexible. Les modèles numériques d'ordre inférieur seront validés au moyen de mesures de performances statiques et de reconstruction de forme par laser. La procédure de conception est basée sur la recherche de conceptions optimales pour le vol stationnaire et vol de croisière, mais en gardant une distribution de corde donnée, tandis que la distribution de pas du rotor est laissée comme le seul degré de liberté pour atteindre un optimum. Un code de conception de l'hélice, FMIL, basé sur la théorie Atkins et la théorie des éléments de pale, également associés à un modèle de moteur de telle sorte que l'optimisation est obtenue sur la base de l'efficacité globale de propulsion. En termes de modèle de structure, un modèle numérique de poutre est combiné avec un modèle de section transverse BECAS avec des chargements extraits de FMIL. La procédure est en mesure de prédire la déformation pour un niveau donné de performances du rotor. Dans le but de valider les modèles numériques précédents, une procédure expérimentale a été mise au point afin d'obtenir une performance globale hélice avec mesure de la déformation lors de la rotation. Les mesures de déformations sont réalisées au moyen de deux lasers et d’un post-traitement spécifique, permettant l'extraction d'un nuage de points représentant la pale déformée. Les efforts actuels visent à mettre en place un modèle de poutre inverse, afin d'en déduire à partir des mesures, la distribution de contrainte correspondant.
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