Essais & Simulations n° 137

dossier Modèle

dossier Modèle thermohydraulique Simcenter Amesim « Notre premier objectif était de réaliser une ébauche d’architecture du circuit hydraulique, explique Benoit Genot. Chaque unité d’alimentation hydraulique se compose d’un réservoir, de capteurs (température, pression, niveau du fluide), de pompes, et d’une pompe de secours pour pallier toute défaillance de l’une des pompes principales. L’ensemble du circuit est relié aux actionneurs du rotor principal et à celui du rotor de queue. Pour concevoir cette ébauche, ainsi que d’autres de nos composants, nous utilisons Simcenter Amesim et ses fonctionnalités de création de supercomposants. » Il est également crucial de comprendre l’impact thermique du système hydraulique sur certaines pièces de l’hélicoptère. En effet, une fois intégré à ce dernier, le circuit hydraulique occupe principalement l’étage supérieur et le compartiment de la boîte de transmission principale. Environ 90 % du circuit hydraulique se trouve dans cette zone. « À partir du premier schéma du système hydraulique (modélisé pour des conditions de fonctionnement normal et différents scénarios de défaillance), nous pouvons commencer la modélisation thermique avec Simcenter Amesim, précise Jean-Baptiste Lopez-Velasco. Simcenter Amesim nous aide notamment à déterminer s’il est nécessaire de refroidir le fluide, auquel cas nous devons ajouter un échangeur thermique. Ensuite, pendant le développement, nous effectuons plusieurs boucles de calcul pour affiner le modèle. » Économiser du temps lors des campagnes de tests « Bien sûr, les tests restent indispensables pour modéliser la construction et la validation, poursuit Jean-Baptiste Lopez-Velasco. Simuler les systèmes avec Simcenter Amesim nous permet d’anticiper l’architecture des modèles, et donc d’économiser du temps lors des campagnes de tests car notre modèle est déjà optimisé. » Lors des campagnes de tests, les équipes d’Airbus Helicopters testent le système en mode normal et en mode défaillance. Les mesures sont effectuées à différents niveaux. Elles évaluent la température de l’huile, la température ambiante, les vitesses, les pressions et le débit. Les résultats des tests sont comparés à ceux de la simulation et permettent d’affiner les Banc d’essai dynamique complet paramètres du modèle. L’objectif est que le modèle de simulation soit aussi fidèle que possible à la version physique du système. En l’occurrence, Benoit Genot et Jean-Baptiste Lopez-Velasco ont obtenu un résultat exact, car la différence entre la valeur indiquée par la modélisation avec Simcenter Amesim et celle mesurée lors des essais n’oscillait qu’entre +5 et -5 degrés Celsius lorsque l’appareil était en vol stationnaire. « Modéliser avec Simcenter Amesim nous permet d’anticiper le gel de la conception et de l’architecture des systèmes hydrauliques (routage, réservoir, échangeur thermique) afin de pouvoir figer le coût et le calendrier de développement. », ajoute Benoit Genot. Ce dernier et Jean-Baptiste Lopez-Velasco projettent désormais d’étudier différentes conditions météorologiques, de travailler sur les calculs associés aux conditions transitoires (et non plus seulement sur des analyses en mode stationnaire) et d’intégrer une plate-forme en temps réel avec Simcenter Amesim. ● « Modéliser avec Simcenter Amesim nous permet d’anticiper le gel de la conception et de l’architecture des systèmes hydrauliques (routage, réservoir, échangeur thermique) afin de pouvoir figer le coût et le calendrier de développement. » Benoit Genot (Airbus Helicopters) Banc d’essai d’un actionneur hydraulique 38I ESSAIS & SIMULATIONS • N°137 • mai 2019

dossier Essais certifiés Tappenbeck s'établit dans le secteur des essais aéronautiques Grâce à sa proximité avec Hambourg et au bon transfert d'informations entre les deux entités, l'équipe d'essais « Aerospace » de Tappenbeck a pu s'affirmer dans l'environnement aéronautique. L'équipe composée de seize personnes mène des essais de développement et de qualification selon RTCA DO-160 et MIL-STD 810 pour les composants d'avions des modèles A400M, A350 et A380. Afin de répondre aux exigences accrues en matière de sécurité, Airbus n'autorisera à l'avenir que les laboratoires d'essais certifiés et répertoriés pour les essais de composants d'avions. Le site de Tappenbeck est approuvé depuis 2012 par Airbus Toulouse pour les essais selon la norme RTCA DO-160. Lors de la livraison aérienne, un conteneur lourd est catapulté depuis la soute. En sortant par la rampe de chargement, le conteneur peut atteindre une vitesse de 85 km/h. Puis ce dernier terminera sa course jusqu’au point de livraison à l’aide d’un parachute. Ici, tous les systèmes doivent fonctionner sans la moindre défaillance. Tout basculement de la masse doit être exclu. Divers composants de la cargaison ont ainsi été testés à Tappenbeck. Un banc d'essai a été développé pour tester les rouleaux du plancher de charge. En outre, les rouleaux, les supports, les fixations et les différents systèmes de chargement ont été testés pour les vibrations, l’aérodynamique et les influences environnementales. Une nouvelle boucle de test des composants de la prochaine génération est actuellement en cours de lancement. Construction d'un banc d'essai En plus des développements internes tels que l’Air Flow Measurement Trolley, utilisé pour l'étalonnage des instruments de mesure et la détermination des débits volumiques aux sorties d'air, des instruments de mesure mobiles comparables sont fabriqués par Bertrandt sur demande. De même, à l’aide d’une fraiseuse CNC, l’entreprise fabrique selon les besoins des clients les éléments complémentaires nécessaires à la réalisation de leurs essais. ● Windmilling Ce terme décrit un essai standard pour toutes les pièces utilisées dans un aéronef. En cas de rupture d'une aube de turbine dans le moteur, il se produit de très fortes vibrations qui sont transmises à chaque composant à travers la structure de l'avion. Il va de soi que le fonctionnement continu de toutes les pièces ne doit pas être perturbé. De nombreux tests ont déjà été effectués pour les supports, les faisceaux de câbles, les consoles et les toilettes embarquées. En termes de moyen, le shaker Bertrandt possédant 6 vérins d’une puissance de 125 kN permet de tester des composants de grande dimension ainsi que des assemblages complets. ESSAIS & SIMULATIONS • N°137 • mai 2019 I39