De nouvelles connaissances pour une nouvelle génération d'avions commerciaux écoénergétiques
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, la portance et le poids des ailes d'avion. L'accent a été mis sur les principes du contrôle de flux. Le projet a étudié le contrôle de flux expérimental et numérique 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. 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 par décharges d'étincelles ont montré une certaine capacité à réduire l'amplitude 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 du buffeting laminaire. Un contrôle actif par soufflage en amont du choc a retardé l'apparition du buffeting. Le contrôle passif par plaquage 3D a montré une atténuation du phénomène, qui n’a toutefois pas pu être complètement 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, et à atteindre les objectifs de réduction des émissions fixés par Flightpath 2050, la vision européenne du transport aérien d'ici 2050.
Mots‑clés
Ailes, BUTERFLI, buffeting, contrôle du retard de transition, contrôle de flux