Le futur de l’aviation : des avions plus silencieux, plus efficaces et plus respectueux

Dans le cadre de tests en soufflerie, le Centre allemand pour l’aéronautique et l’astronautique (DLR) a étudié la portance générée par les avions commerciaux en utilisant des technologies de mesure et de simulation de pointe. Les résultats obtenus permettront de prédire les caractéristiques des futurs avions avec une précision bien supérieure à celle d’aujourd’hui, afin de les rendre plus silencieux, plus efficaces et plus respectueux de l’environnement.

Le développement d’un nouvel avion : un processus long et complexe

Le développement d’un nouvel avion est un processus long et complexe. Une interaction entre les simulations informatiques et les expériences en soufflerie a lieu bien avant la construction et le premier vol.

« Des simulations très précises de l’écoulement de l’air autour d’un avion sont nécessaires pour prédire avec précision et fiabilité l’aérodynamique et donc l’enveloppe de vol des configurations d’avions actuelles et futures », précise la coordinatrice du projet, Cornelia Grabe, de l’Institut DLR d’aérodynamique et de technologie des écoulements à Göttingen.

Il en va de même pour l’identification de la plage de fonctionnement sûre des moteurs. Le projet ADaMant (Adaptive Data-driven Physical Modelling towards Border of Envelope Applications) du DLR vise à développer et à démontrer des modèles informatiques pour de telles simulations d’écoulement de haute précision.

Une entreprise conjointe du DLR et de la NASA

Le DLR et la NASA ont travaillé ensemble pour réaliser des tests dans la soufflerie à basse vitesse de Braunschweig, exploitée par les souffleries germano-néerlandaises (DNW), en utilisant un modèle de recherche reconnu internationalement d’un avion commercial fourni par la National Aeronautics and Space Administration (NASA) des États-Unis.

Des tests avec le même modèle sont en cours de répétition dans la propre soufflerie de la NASA, afin d’acquérir une meilleure compréhension de l’influence de l’utilisation de différentes souffleries sur les données de mesure résultantes.

Le défi des écoulements turbulents

Le plus grand défi dans la modélisation informatique des processus aérodynamiques est les écoulements turbulents. Ils nécessitent des méthodes de calcul sophistiquées pour trouver un équilibre entre précision et efficacité. Alors que la précision est essentielle pour prédire de manière fiable l’enveloppe de vol d’un avion ou la plage de fonctionnement d’un moteur, l’utilisation de ressources telles que le temps de calcul sur les superordinateurs doit être réduite au minimum nécessaire pour de telles simulations.

Dans le projet ADaMant, les chercheurs ont examiné des modèles informatiques avec différents degrés de précision et les ont évalués en ce qui concerne leur aptitude à simuler l’écoulement de l’air autour de l’extérieur d’un avion dans des conditions de vol spécifiques et à simuler certaines plages de fonctionnement d’un moteur.

En synthèse

En fin de compte, les connaissances acquises devraient aider à améliorer les modèles informatiques utilisés pour concevoir et simuler les caractéristiques de vol des futurs avions et moteurs. Cela soutiendra et accélérera le développement d’avions plus efficaces et respectueux de l’environnement.

Pour une meilleure compréhension

1. Qu’est-ce que le projet ADaMant du DLR ?

Le projet ADaMant du DLR vise à développer et à démontrer des modèles informatiques pour des simulations d’écoulement de haute précision.

2. Pourquoi le DLR et la NASA ont-ils collaboré sur ces tests ?

Les deux entités ont travaillé ensemble pour réaliser des tests dans la soufflerie à basse vitesse de Braunschweig, en utilisant un modèle de recherche reconnu internationalement d’un avion commercial fourni par la NASA. Les tests avec le même modèle sont en cours de répétition dans la propre soufflerie de la NASA, afin d’acquérir une meilleure compréhension de l’influence de l’utilisation de différentes souffleries sur les données de mesure résultantes.

3. Quel est le plus grand défi dans la modélisation informatique ?

Le plus grand défi dans la modélisation informatique des processus aérodynamiques est les écoulements turbulents. Ils nécessitent des méthodes de calcul sophistiquées pour trouver un équilibre entre précision et efficacité.

4. Comment les connaissances acquises dans ce projet seront-elles utilisées ?

Les connaissances acquises devraient aider à améliorer les modèles informatiques utilisés pour concevoir et simuler les caractéristiques de vol des futurs avions et moteurs. Cela soutiendra et accélérera le développement d’avions plus efficaces et respectueux de l’environnement.

5. Qu’est-ce que l’enveloppe de vol d’un avion ?

L’enveloppe de vol d’un avion est l’ensemble des limites de performance et de fonctionnement de l’avion. Elle est déterminée par des facteurs tels que la vitesse, l’altitude, l’angle d’attaque et le poids de l’avion.

Légende illustration principale : Des « nappes » de lumière laser éclairant les ailes intérieures et extérieures sont utilisées pour mesurer les vitesses d’écoulement. Crédit : DLR