Equilibrage rotor

Nous pratiquons l'équilibrage dynamique, c'est à dire basé sur la mesure de la vibration EN VOL, plus complets que les équilibrages statiques, qui consistent en l'ajustement des poids, centres de gravité et tracking AU SOL.

Les équilibrages statiques ne peuvent pas prendre en compte les forces aérodynamiques réellement subies, puisque le gyro n'est pas en vol, c'est pourquoi les équilibrages dynamiques permettent d'obtenir de meilleurs résultats.

Balourd et tracking

2 paramètres permettent de réduire les vibrations rotor à la fréquence de rotation du rotor ("1 fois pas tour", "1/rev" ~340 RPM pour les autogires).

  • Ajuster le balourd, c'est à dire ajuster le décalage du centre de gravité du rotor par rapport à l'axe de la tête de rotor. Vayavolo gyro rotor dynamic balancing
  • Ajuster le tracking, c'est à dire ajuster le décalage de portance d'une pale du rotor par rapport à l'autre. Vayavolo gyro rotor dynamic balancing

Mesure de la vibration

Nous mesurons la vibration en vol, à l'aide de l'accéléromètre PB3 (ou PB4) de Smart Avionics. Le PB3 est muni de capteurs pertinents pour la fréquence étudiée(~350 RPM, soit ~6Hz). Nous installons les capteurs sur le gyro. Leurs positionnements et leurs orientations doivent être représentatifs (inutile de fixer un capteur sur le casque du pilote, car le corps du pilote amortit les vibrations ;-) ).

Vayavolo gyro rotor dynamic balancing

Le PB3 (ou PB4) enregistre les mesures avec pour chacune l'heure, la vitesse de rotation du rotor et des commentaires éventuels. La mesure de la vibration est définie par 2 grandeurs : l'amplitude de la vibration (exprimée en IPS (inchs par seconde) et la phase de la vibration, c'est à dire à quel angle la vibration a lieu par rapport au passage de la pale #1 sur le nez du gyro.

Vayavolo gyro rotor dynamic balancing

Rapport de diagnostic

A l'issue du tour de piste, nous examinons les mesures de vibrations recueillies en vol. La norme ISO10816 renseigne sur le niveau de vibration tolérable par les machines industrielles, tandis que la norme britannique 6841 renseigne sur le niveau de vibration tolérable par l'homme.

Vayavolo gyro rotor dynamic balancing

Outre la vibration relevée par les capteurs à la fréquence de rotation du rotor ("1 fois pas tour", "1/rev" ~340 RPM pour les autogires), le PB3 (ou PB4) fournit le spectre des vibrations, c'est à dire toutes les vibrations sensibles fréquence par fréquence.

Les mesures recueillies permettent de qualifier l'état vibratoire du gyro, et de remettre un "rapport de diagnostic vibratoire" imprimé.

Notre expérience, acquise lors d'équilibrages de plus de 50 gyros de nombreuses marques (Magni, Autogyro, Brako, DTA, Averso, ELA, Niki-aviation, Xenon, Arrowcopter, Aviomania, Silverlight,..) depuis 2013 nous permet de faire une recommandation de suite à donner pour le gyro mesuré. Bien souvent, si les vibrations à la fréquence de rotation du rotor ("1 fois pas tour", "1/rev") ne sont pas élevées (<= 0,2 IPS, (variable suivant les modèles)), nous ne recommandons pas de procéder à l'équilibrage du rotor. L'analyse du spectre est également utilisée. Par exemple, si une vibration importante est décelée à ~1900 RPM (vitesse de rotation de l'hélice), nous recommandons un équilibrage de l'hélice.

Nous estimons que les mesures de vibration, (à des positions et suivant des axes pertinents), sont nécessaires pour apprécier finement l'état vibratoire d'un gyro ; le ressenti subjectif est important ( on recherche le meilleur ressenti pour l'équipage !) mais il ne permet pas de travailler avec autant de finesse l'équilibrage ! Par ailleurs les comparaisons sont très subjectives : Paul dit : j'estime que mon gyro vibre très peu ; Jacques dit : j'estime que mon gyro vibre énormément.

Formation "l'état de l'art sur les vibrations gyro" (optionnelle)

Pour les publics intéressés, nous dispensons un exposé (~75 minutes) sur l'état de l'art sur les vibrations gyro, sur les informations qu'on peut tirer d'un appareil d'équilibrage dynamique. Il nous semble que tous les professionnels et les passionnés peuvent apprécier cette formation condensée.

Réglage du tracking et balourd

Pour les gyros qui peuvent en bénéficier, nous procédons aux ajustements du tracking et du balourd menant à minimiser les vibrations à la fréquence de rotation du rotor ("1 fois pas tour", "1/rev"). Nous procédons :

  • SPAN-wise en ajoutant du poids en bout d'une pale (~0,3 à 2 grammes), Vayavolo gyro rotor dynamic balancing
  • CHORD-wise en décalant le rotor à droite et gauche par rapport à l'axe de rotation rotor,
  • Vayavolo gyro rotor dynamic balancing
  • PITCH-wise en changeant l'incidence des pales pour ajuster le tracking, c'est à dire ajuster le décalage de portance d'une pale du rotor par rapport à l'autre Vayavolo gyro rotor dynamic balancing

L'objectif est de faire diminuer l'amplitude de la vibration. Dans l'exemple (réel) ci-dessous, l'amplitude de la vibration a pu être diminuée de 0,85 IPS à 0,08 IPS.

Vayavolo gyro rotor dynamic balancing

Les move lines

Dans la plage de travail, sur le diagramme polaire, la vibration rotor (à 1/rev) réagit aux changements de réglages de manière "linéaire" : si on rajoute 2 grammes (réglage SPAN-wise) au bout de la pale Master, l'impact sur les vibrations mesurées (à 1/rev) sera le double de l'impact du rajout de 1 gramme sur cette même pale. Il en va de même avec les modificatioins de réglage CHORD-wise et PITCH-wise (dans la plage de travail et pour la fréquence 1/rev).

On modélise donc sur le diagramme polaire des "move lines", qui sont des droites représentant la variation que subira la mesure de vibration en fonction de l'ajustement du réglage appliqué au rotor (dans les dimensions SPAN, CHORD et PITCH). Ce sont ces "move lines" qui permettent à l'intervenant de décider quel réglage il va appliquer au vu d'une mesure de vibration relevée.

Vayavolo gyro rotor dynamic balancing Ici 2 "move lines" SPAN (vert) et CHORD (rouge) d'un rotor.

Sur un gyro dont le comportement est connu (impact des réglages SPAN CHORD et PITCH sur les vibrations), l'intervenant peut s'appuyer sur les move lines standard de ce gyro.

Sur un gyro qui n'est pas connu, ou qui ne réagit pas conformément aux indications des move lines standard disponibles, l'intervenant peut étalonner ce gyro particulier. Il s'agit de dérégler fortement le rotor (!) en SPAN, en CHORD et (le cas échéant) en PITCH pour établir les move lines spécifiques de ce gyro particulier.

Tarif des prestations

Nos prestations et tarifs sont décrits dans un petit catalogue PDF "prestations équilibrage gyro".