Thèse CIFRE sur le phenomène de « Tail shake » et le chargement dynamique des parties arrières (empennage, dérive, rotor arrière) d’un hélicoptère (h/f)

Description de l'emploi:

Thèse CIFRE sur le phenomène de « Tail shake » et le chargement dynamique des parties arrières (empennage, dérive, rotor arrière) d’un hélicoptère (h/f)

Et si VOTRE aventure professionnelle commençait avec Airbus !

Une Thèse Cifre intitulée « Etude du phénomène de « Tail shake » et du chargement dynamique des parties arrières (empennage, dérive, rotor arrière) d’un hélicoptère (h/f) » vient de s'ouvrir au sein de Airbus Helicopters sur son site de Marignane. Vous rejoindrez le département "Aéromécanique et Performances" en charge des études générales de conception d'hélicoptères dans les domaines de l'aérodynamique, des aspects thermiques, du givrage, de la mécanique de vol, des performances et des boucles de vol.

Contexte de la Thèse :

L’objectif de cette thèse est d’étudier le phénomène aérodynamique/aéroélastique de « Tail-Shake » (TS) et le chargement dynamique des parties arrières (empennage, dérive, rotor arrière) d’un hélicoptère. L’origine de ce phénomène est le décrochage du flux d’air enveloppant l’appareil autour de la tête rotor principale et capots moteurs (et autres). L’air décroché devient turbulent et instable. Quand ce flux d’air turbulent impacte les surfaces arrières, cela provoque des charges oscillatoires sur la structure. Ces charges, en fonction de la réponse dynamique (vibratoire) de la structure peuvent être contenues localement et amorties, ou inversement amplifiées, entretenues, et transmises sur l’ensemble de la cellule. Il en résulte des vibrations excessives pour l’équipage et les passagers, ainsi qu’une fatigue prématurée des composantes structurelles

Tâches et responsabilités :

Les objectifs principaux de ce travail de recherche sont :

(a) la caractérisation du sillage de plusieurs formes, simples (sphère, cube) ou complexes (maquette hélicoptère)

(b) l’analyse des mécanismes de convection du sillage (dissipation, déflection, altération du contenu fréquentiel) jusqu’à ce que celui-ci atteigne les surfaces arrières

(c) la transformation/conversion du sillage turbulent en effort instationnaire sur les surfaces profilées (en commençant par des simples cas de test 2D)

(d) l’investigation de la réponse d’une structure souple avec certains degrés de liberté (par exemple profil 2D avec ressort, ou surface 3D déformable en flexion, etc.)

D’un point de vue organisation, la thèse commencera par une période de 6 mois d’analyse de la littérature existante. Il est possible que certaines questions sur le sujet aient déjà trouvé leur réponses dans la littérature de l’avion par exemple. La progression des travaux suivra l’enchainement des objectifs cités ci-dessus, en consacrant en moyenne 6 mois à chacun d’eux.

Les résultats attendus sont :

• Revue de littérature

• Compréhension des mécanismes d'émission/convection/réception/conversion (en charges)

• Modélisation simplifiée des caractéristiques du sillage et conversion en charges

• Extension de la surface rigide/immobile aux surfaces molles, et explication des principaux phénomènes

• Résultats expérimentaux et numériques enregistrés afin d'être reproductibles.

• Suggestions sur la voie à suivre

Compétences requises :

Vous disposez d'un diplôme de niveau Bac +5 (ou équivalent) dans le domaine de la mécanique du vol ou aérodynamique. Vous possédez les compétences suivantes :

● Un vif intérêt pour le domaine aéronautique et en particulier pour la complexité des hélicoptères

● Vous avez des compétences en physique du vol, aéromécanique et aérodynamique

● Des compétences en modélisation mécanique du vol et/ou en analyse de données expérimentales (test en vol, test en soufflerie) seraient appréciées

● Des compétences complémentaires en charges et vibrations seraient un atout

● Autonome et prêt(e) à prendre le leadership, vous avez des capacités de communication qui facilitent le travail en équipe avec les différentes parties prenantes (équipes bureau d'études, essais en vol, partenaires externes), et vous vous sentez fortement responsabilisé(e)

● Compétences linguistiques :

○ Niveau d'anglais : niveau intermédiaire minimum

○ Le français serait apprécié

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CIFRE thesis on the phenomenon of “Tail shake” and the dynamic loading of the rear parts (tail, fin, rear rotor) of a helicopter (m/f)

What if YOUR professional adventure started with Airbus!

A Cifre Thesis entitled “Study of the phenomenon of “Tail shake” and the dynamic loading of the rear parts (tail, fin, rear rotor) of a helicopter (m/f)” has just opened within Airbus Helicopters on its Marignane site. You will join the "Aeromechanics and Performance" department in charge of general helicopter design studies in the areas of aerodynamics, thermal aspects, icing, flight mechanics, performance and flight loops.

Context of the Thesis:

The objective of this thesis is to study the aerodynamic/aeroelastic phenomenon of “Tail-Shake” (TS) and the dynamic loading of the rear parts (tail, fin, tail rotor) of a helicopter. The origin of this phenomenon is the stalling of the air flow enveloping the device around the main rotor head and engine covers (and others). The released flow becomes turbulent and unstable. When this turbulent airflow impacts the rear surfaces, it causes oscillatory loads on the structure. These loads, depending on the dynamic (vibration) response of the structure, can be contained locally and damped, or conversely amplified, maintained, and transmitted throughout the structure. This results in excessive vibrations for the crew and passengers, as well as premature fatigue of structural components.

Tasks and responsibilities:

The main objectives of this research work are:

(a) the characterization of the wake of several shapes, simple (sphere, cube) or complex (helicopter model)

(b) analysis of wake convection mechanisms (dissipation, deflection, alteration of frequency content) until it reaches the rear surfaces

(c) the transformation/conversion of the turbulent wake into unsteady force on the profiled surfaces (starting with simple 2D test cases)

(d) the investigation of the response of a flexible structure with certain degrees of freedom (for example 2D profile with spring, or 3D surface deformable in bending, etc.)

From an organizational point of view, the thesis will begin with a 6-month period of analysis of existing literature. It is possible that certain questions on the subject have already found their answers in airplane literature, for example. The progress of the work will follow the sequence of objectives cited above, devoting on average 6 months to each of them.

The expected results are:

• Literature review

• Understanding of emission/convection/reception/conversion mechanisms (in charges)

• Simplified modeling of wake characteristics and conversion into loads

• Extension of the rigid/immobile surface to soft surfaces, and explanation of the main phenomena

• Experimental and numerical results recorded in order to be reproducible.

• Suggestions on the way forward

Required skills:

You have a Bac +5 level diploma (or equivalent) in the field of flight mechanics or aerodynamics. You have the following skills:

● A keen interest in the aeronautics field and in particular in the complexity of helicopters

● You have skills in flight physics, aeromechanics and aerodynamics

● Skills in mechanical flight modeling and/or experimental data analysis (flight test, wind tunnel test) would be appreciated

● Complementary skills in loads and vibrations would be an asset

● Autonomous and ready to take leadership, you have communication skills that facilitate teamwork with the various stakeholders (design office teams, flight tests, external partners), and you feel strongly empowered.

● Language skills:

○ English level: minimum intermediate level

○ French would be appreciated

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Cet emploi exige une connaissance des risques de conformité potentiels et un engagement à agir avec intégrité, comme base de la réussite, de la réputation et de la croissance durable de la société.

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