Une conception à faibles émissions pour des avions moins bruyants
Dans le cadre des objectifs Clean Sky visant à réduire l'impact du bruit des avions sur l'environnement, le moteur CROR pourrait diminuer la consommation de carburant et les émissions de dioxyde de carbone de 30 %. En association avec Airbus, des scientifiques financés par l'UE issus de ISAE-SUPAERO et du consortium Aéroconseil ont travaillé sur le projet ACcTIOM (Advanced pylon noise reduction design and characterization through flight worthy PIV). Pour relever ce défi et réduire le bruit généré par le moteur CROR, ils ont inventé de nouvelles méthodes actives de contrôle des écoulements. Pour cela, ils ont optimisé l'aérodynamique de la forme du pylône d'hélice et développé un système de contrôle actif de l'écoulement pour atténuer le sillage du pylône avant qu'il n'ait d'effet sur les hélices du CROR. Le système de contrôle actif de l'écoulement associe des méthodes d'écopage et de soufflage. Il a été conçu et optimisé en combinant des simulations approfondies par calculs de dynamique des fluides (Navier-Stokes en moyenne de Reynolds) avec des expériences au banc. La maquette de soufflerie du pylône du moteur CROR a aussi été finalisée, y compris l'équipement, l'instrumentation et le prototype intégré de système de contrôle actif de l'écoulement mis au point. Une série complète de tests en soufflerie a été réalisée pour la validation opérationnelle de la maquette de pylône CROR équipée de son système de contrôle de l'écoulement, de l'instrumentation intégrée et des systèmes d'acquisition et de contrôle des données. Ces tests ont confirmé l'efficacité avec laquelle le système de contrôle actif de l'écoulement mis au point supprime le sillage du pylône. Ils ont également mis en évidence la robustesse du système de contrôle de l'écoulement malgré des variations modérées des conditions de flux, et sa capacité à assumer le rôle de système furtif aérodynamique. Pour développer des méthodologies optiques avancées adaptées à une utilisation en vol et valider l'efficacité du concept de pylône CROR et du système de contrôle actif de l'écoulement associé, les chercheurs ont mis au point des modèles numériques de l'environnement vibratoire attendu dans la cabine du banc volant. Ces modèles ont permis de concevoir des bancs d'essai expérimentaux, appelés simulateurs d'environnement vibratoire. Par ailleurs, l'équipe a défini la stratégie mixte passive/active de contrôle des vibrations ainsi que l'équipement nécessaire à la conception d'une méthodologie de correction des vibrations dédiée à la mise en œuvre et au fonctionnement fiable du 3C-PIV en vol. Ceci atténuera les vibrations subies par les systèmes de 3C-PIV suite à l'action du simulateur d'environnement vibratoire pendant les tests. Les technologies ACcTIOM accéléreront la certification et la commercialisation d'avions à consommation d'énergie réduite. Un système de 3C-PIV avancé à contrôle de vibrations aidera également à mieux comprendre les mécanismes de certains autres éléments du fuselage.
Mots‑clés
Moteur à hélices non carénées et rotation inverse, ACcTIOM, pylône, réduction du bruit, vibration
