[News] Des petits trous pour améliorer l’aérodynamisme des avions

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Adrien
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[News] Des petits trous pour améliorer l’aérodynamisme des avions

Message par Adrien » 18/09/2012 - 23:00:48

Dans le cadre du projet "Laminar Aircraft Research" (LamAiR) débuté en 2009 pour une durée de trois ans, des chercheurs du Centre allemand de recherche aérospatiale (DLR) à Brunswick (Basse-Saxe) et Stuttgart (Bade-Wurtemberg) ont développé une solution permettant d'obtenir un écoulement uniforme sur la surface d'un avion.


Image
Airbus A320 sur le tarmac de l'aérodrome du Bourget


En effet, la différence de vitesse entre la masse d'air environnante et celle de l'avion provoque l'apparition d'une couche limite épaisse de quelques millimètres sur la surface de l'avion. Ce phénomène crée une traînée qui s'oppose au mouvement de l'aéronef et augmente sa consommation en carburant. Les chercheurs ont donc conçu un système permettant d'aspirer une partie de l'écoulement turbulent et, ainsi, de réduire la résistance à l'avancement.

Pour cela, ils ont réalisé un revêtement percé de trous microscopiques, d'un diamètre maximal de 50 micromètres, destiné à recouvrir l'empennage de l'appareil. Pour l'empennage d'un airbus A320, d'une surface de 7,5 m2, 30 millions de trous seraient nécessaires. Une pompe de 14 kg et d'une puissance de 15 kW placée sous l'empennage permet d'aspirer l'air à travers les trous ; puis, à l'intérieur de l'empennage, 19 compartiments en plastique renforcé de fibres de carbone (PRFC) recueillent l'air aspiré. Le but des chercheurs est d'obtenir un écoulement uniforme sur 40% de la surface de l'empennage, réduisant la résistance à l'avancement de l'aéronef de 1,76%. Les chercheurs estiment que la résistance à l'avancement serait réduite de 15% si l'entière surface de l'avion était recouverte de ce dispositif.

Un projet prévu pour 2013 vise à tester le dispositif d'aspiration de la couche limite turbulente sur une partie de l'empennage de l'avion de recherche Airbus A320 ATRA du DLR.

Source: BE Allemagne numéro 582 (14/09/2012) - Ambassade de France en Allemagne / ADIT - http://www.bulletins-electroniques.com/ ... /70977.htm
Illustration: JYB pour Techno-Science.net

le fennec
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Re: [News] Des petits trous pour améliorer l’aérodynamisme des avions

Message par le fennec » 19/09/2012 - 8:51:08

Et pourquoi pas des petites alvéoles sur les ailes, comme sur les balles de golf ???

philouze
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Re: [News] Des petits trous pour améliorer l’aérodynamisme des avions

Message par philouze » 19/09/2012 - 8:54:16

déjà essayé par la firme 3M, il faut des reliefs minuscules (type peau de requin) , qui s'encrassent voir piègent la glace.
bonne idée mais trop de problèmes, abandonnée

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POB
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Re: [News] Des petits trous pour améliorer l’aérodynamisme des avions

Message par POB » 19/09/2012 - 15:18:21

C'est une question bien connue des mécaniciens qui préparent les moteurs 2T : on ne polit jamais la surface des transferts pour pouvoir bénéficier de la légère rugosité de surface qui piège une couche limite, sur laquelle les gaz s'écoulent quasiment sans frottement.
L'idée de faire des trous dans la surface des ailes des avions n'est pas vraiment burlesque, mais il faudrait se garder de les aligner, pour éviter que les pièces ne se découpent suivant le pointillé. Pour obtenir un résultat probant, je suggère de prendre exemple sur le découpage du PQ en rouleaux : cela ne se déchire jamais à l'endroit du pointillé.

Salut et fraternité*
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Re: [News] Des petits trous pour améliorer l’aérodynamisme des avions

Message par Victor » 19/09/2012 - 16:12:32

Pour le PQ je n'ai pas la même expérience, pour les avions je pensais turbulences liées aux alvéoles
Les états de surfaces microscopiques, c'est un domaine fascinant en macroscopie
En ce qui concerne la recherche en sciences, Je dirais: Cherche encore!

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Re: [News] Des petits trous pour améliorer l’aérodynamisme des avions

Message par cisou9 » 19/09/2012 - 17:47:18

:_salut:
Bonne analyse POB.
ils ont réalisé un revêtement percé de trous microscopiques, d'un diamètre maximal de 50 micromètres, destiné à recouvrir l'empennage de l'appareil. Pour l'empennage d'un airbus A320, d'une surface de 7,5 m2, 30 millions de trous seraient nécessaires. Une pompe de 14 kg et d'une puissance de 15 kW placée sous l'empennage permet d'aspirer l'air à travers les trous ; puis, à l'intérieur de l'empennage,

14 Kg et 15KW rien que pour l'empennage, imaginez le poids et la puissance nécessaire pur faire les ailes et la carlingue, ce serait énorme... :_grat2:
Un homme est heureux tant qu'il décide de l'être et nul ne peux l'en empêcher.
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Re: [News] Des petits trous pour améliorer l’aérodynamisme des avions

Message par Eretol » 20/09/2012 - 3:02:46

cisou9 a écrit :14 Kg et 15KW rien que pour l'empennage, imaginez le poids et la puissance nécessaire pur faire les ailes et la carlingue, ce serait énorme... :_grat2:

Donc non-rentable, et ce, pendant encore quelques années bien devant nous pour obtenir qu'au final :
Adrien a écrit :Les chercheurs estiment que la résistance à l'avancement serait réduite de 15%


:clapclap: :heink:

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Re: [News] Des petits trous pour améliorer l’aérodynamisme des avions

Message par Pahaska » 06/11/2012 - 11:48:52

Bonjour à tous.

L’utilisation de trous dans les ailes pour gagner en "laminarité" a déjà été utilisé sur des planeurs dans les années 80.
Il n’y a pas de pompes, mais je ne sais pas dans quelles proportions ces trous réduisent la trainée.

Concernant les avion de ligne, je ne sais pas si les empennages sont doté de profils laminaires (je l’espère, car ce serait idiot de ne pas en utiliser, à moins que cela soit dû à des contraintes techniques), mais la "laminarité" de la couche limite s’étant normalement sur plus de 45% de la corde du profil pour de faibles incidences, ce qui convient bien à des empennages.

Ensuite, concernant la rentabilité d’un dispositif à base d’une pompe de 15kW, si l’on gagne 15% de finesse.
Un A320 aurait une finesse de 20 et vole à 750km/h, et son poids est de ~70 tonnes si l’avion est bien chargé.
Il faut donc une puissance de ~700kW pour voler à cette vitesse.
Si la finesse augmente de 15%, il aura besoin de 625kW pour voler à la même vitesse, soit un gain de 75kW, comparé au 15kW du dispositif, ça reste rentable : le gain de puissance est de 50kW.
Sachant que le rendement d’un réacteur ne doit guère dépasser 50%, on peut gagner 100kW de puissance sur la matière première.
Cela fait ~8 litres de kérosen par heure.
Ce n’est pas grand-chose comparé à la consommation horaire d’un avion de ligne, mais c’est déjà ça…
Non ?

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