De nouvelles connaissances pour une nouvelle génération d'avions commerciaux écoénergétiques
Publié par Redbran le 14/11/2017 à 00:00
Source: CORDIS-Europa

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Une initiative de l'UE a amélioré les performances aérodynamiques des ailes des avions civils, ce qui s'est traduit par une réduction de la consommation de carburant.

Le projet BUTERFLI (Buffet and transition delay control investigated with European-Russian cooperation for improved flight performance), financé par l'UE, a fait progresser l'état de la technique afin d'améliorer la traînée (En mécanique des fluides, la traînée est la force qui s'oppose au mouvement d'un corps dans un liquide ou un gaz. Mathématiquement c'est la composante des efforts exercés sur le corps, dans...), la portance et le poids (Le poids est la force de pesanteur, d'origine gravitationnelle et inertielle, exercée par la Terre sur un corps massique en raison uniquement du voisinage de la Terre. Elle est...) des ailes d'avion (Un avion, selon la définition officielle de l'Organisation de l'aviation civile internationale (OACI), est un aéronef plus lourd que l'air, entraîné par un organe moteur (dans le cas d'un engin...). L'accent a été mis sur les principes du contrôle (Le mot contrôle peut avoir plusieurs sens. Il peut être employé comme synonyme d'examen, de vérification et de maîtrise.) de flux (Le mot flux (du latin fluxus, écoulement) désigne en général un ensemble d'éléments (informations / données, énergie, matière, ...) évoluant dans un...).

Le projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours...) a étudié le contrôle de flux expérimental et numérique (Une information numérique (en anglais « digital ») est une information ayant été quantifiée et échantillonnée, par...) de différents phénomènes. Ceux-ci comprennent le buffeting sur les profils supercritiques laminaires et turbulents, ainsi que les instabilités des écoulements croisés sur une aile en flèche. Il a également examiné plusieurs techniques de contrôle.

Plus précisément, l'équipe de BUTERFLI a contrôlé le buffeting sur un profil bidimensionnel d'aile supercritique fonctionnant dans un régime turbulent (Le HMS Turbulent (n° de coque : S 87) est un bâtiment de la classe Trafalgar de sept sous-marins nucléaires d'attaque de la Royal Navy.). Au cours des essais en soufflerie, seul le procédé consistant à utiliser un contrôle de flux tangentiel s'est avéré efficace. Le contrôle par actionneur de décharge à barrière diélectrique (DBD) s'est révélé inefficace. Les autres actionneurs à plasma ( En physique, le plasma décrit un état de la matière constitué de particules chargées (d'ions et d'électrons). Le plasma quark-gluon est un plasma qui constituerait les grandes étoiles à neutrons avant...) par décharges d'étincelles ont montré une certaine capacité à réduire l'amplitude (Dans cette simple équation d’onde :) du phénomène de buffeting, sans pour autant parvenir à l'éliminer totalement.

Les scientifiques ont caractérisé et contrôlé le buffeting laminaire sur un profil 2D. Les tests réalisés dans une soufflerie transsonique ont permis de caractériser l'occurrence du buffeting laminaire dans le domaine de Mach. Une simulation numérique a reproduit la dynamique (Le mot dynamique est souvent employé désigner ou qualifier ce qui est relatif au mouvement. Il peut être employé comme :) du buffeting laminaire. Un contrôle actif par soufflage en amont du choc (Dès que deux entitées interagissent de manière violente, on dit qu'il y a choc, que ce soit de civilisation ou de particules de hautes énergies.) a retardé l'apparition du buffeting. Le contrôle passif par plaquage 3D a montré une atténuation (Perte d'intensité et amplitude d'un signal...) du phénomène, qui n'a toutefois pas pu être complètement (Le complètement ou complètement automatique, ou encore par anglicisme complétion ou autocomplétion, est une fonctionnalité...) éliminé.

Les partenaires du projet ont étudié deux principes de contrôle de flux utilisant des actionneurs DBD afin de retarder la transition laminaire-turbulente grâce à la présence d'un flux transversal sur une aile en flèche.

BUTERFLI a contribué à la conception et au développement de plusieurs nouvelles technologies de contrôle de flux. Des progrès scientifiques ont été réalisés dans les méthodes de contrôle du buffeting, particulièrement des régimes laminaires. Ces efforts contribueront à réduire l'empreinte environnementale du transport aérien (Le transport aérien est le secteur économique qui regroupe toutes les activités de transport en avion ou en hélicoptère.), et à atteindre les objectifs de réduction des émissions fixés par Flightpath 2050, la vision européenne du transport (Le transport est le fait de porter quelque chose, ou quelqu'un, d'un lieu à un autre, le plus souvent en utilisant des véhicules et des voies de communications (la route, le canal ..). Par assimilation, des actions de...) aérien d'ici 2050.

Pour plus d'information voir:
- final1-buterfli-final-report-complete-report.pdf
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