LabVIEW teste les rotors d’hélicoptère à l’ONERA

Author(s):
Pascal Malfoy - ATEME

Industry:
ATE/Instrumentation, Research, Aerospace/Avionics

Products:
LabVIEW, Data Acquisition

The Challenge:
Tester de nouveaux types de moyeux de rotors d’hélicoptères

The Solution:
Réaliser un banc de test polyvalent à l’aide de LabVIEW, de matériel VXI et de cartes d’acquisition de données

L’ONERA (Office National d’Études et de Recherches Aérospatiales) est le premier acteur français de la recherche aéronautique et spatiale. Le département de la Dynamique des Structures et des Systèmes Couplés de l’ONERA à Châtillon, en région parisienne, a confié le développement d’un banc de test à ATEME, société de services partenaire de National Instruments, spécialisée dans l’acquisition et le traitement des données.
L'hélicoptère est un engin aux possibilités remarquables mais dont l'organe principal, le rotor, présente aussi des défauts importants : bruit, niveau de vibration élevé... Pour les turbulences, le contrôle actif du rotor par variation du pas général de la pale, action de volets agissant en extrémité de pales par exemple, est une solution possible. Le principe du contrôle actif peut être mis en oeuvre à l’aide de capteurs, comme des jauges de contrainte, permettant de mesurer les vibrations ou le couple moteur.
Le banc de test BRAVoS est un Banc Rotor Adapté au Vol Stationnaire permettant, entre autres, d’étudier les phénomènes de stabilité des rotors d’hélicoptère. Les données issues des essais servent à améliorer les codes prévisionnels existants ou de nouveaux modèles, ainsi qu’à valider des prototypes. Le banc réalisé doit être ouvert, générique et nous souhaitons pouvoir modifier et maintenir le système par nous-mêmes. Nous avons choisi d’utiliser du matériel VXI car c’est un système multifournisseurs haute performance proposant une large gamme de modules.

Mise en oeuvre
La chaîne de mesure est constituée d’un PC industriel placé dans une baie. Une carte PCI-MXI-2 permet de relier le PC à un châssis VXI, équipé de cartes d’acquisition de données, via la liaison MXI-2. On souhaite tester la stabilité des rotors en caractérisant leur amortissement dans le système tournant. Ces mesures sont effectuées sur le rotor, à l’aide de jauges de contrainte, d’accéléromètres, de capteurs de position et de pression.
Un système de télémesure situé sur la tête du rotor permet d’envoyer ces mesures par liaison radio. C’est ensuite la carte numérique haute vitesse PCI-DIO-32HS qui va décoder les trames reçues.
Des cartes d’acquisition de données RACAL situées dans le châssis VXI permettent d’acquérir les données sur la partie fixe du banc rotor équipée en jauges, accéléromètres et capteurs de température. Les sorties analogiques d’une carte de génération de signaux permettent d’exciter la structure ; à l’arrêt de l’excitation, on étudie son comportement pour connaître l’amortissement. Les mesures sont acquises par les cartes d’acquisition de données au format VXI puis rapatriées dans le PC via la liaison haute vitesse MXI-2.

L’application doit être la plus souple possible avec la possibilité d’utiliser une fréquence d’échantillonnage interne ou externe, ainsi qu’un trigger si on le souhaite. Le trigger externe sert à déclencher les acquisitions par rapport à une référence, par exemple la position azimutale de la pale. La fréquence d’échantillonnage du système peut être dans certaines applications commune aux acquisitions et aux générations de signaux.
Lors des campagnes d’essai, les cycles d’acquisition permettent d’acquérir entre 1000 et 64000 échantillons à une fréquence variant entre 1 Hz et 200 kHz. Après chaque cycle, des calculs sont effectués sous LabVIEW ou via des DLL ou des exécutables appelés par LabVIEW. L’application a été développée par ATEME en cinq mois environ et tourne sous Windows NT avec LabVIEW en français. Elle gère les fonctions d’acquisition, le dialogue VXI, les fonctions d’analyse, la sauvegarde des données dans des fichiers au format ASCII ou binaires et l’affichage des données sous forme graphique ou textuelle.
Le banc est ouvert et générique et pourrait facilement être utilisé pour des essais sur différentes structures comme des ailes d’avion par exemple. L’application réalisée permet facilement d’interfacer du code via des appels aux DLL ou à des exécutables.


Janvier 2000

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Pascal Malfoy
ATEME
1 bis rue du Petit Clamart, Vélizy Plus, Bât. D
Vélizy 78140
France
Tel: 0033 1 46 01 55 57
p.malfoy@ateme.fr

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