Conception d'un banc d'essai destiné aux tests statiques structuraux d'une aile morphable

Résumé

Dans une volonté de réduction de la consommation en carburant, Bombardier Aéronautique étudie le concept d’aile adaptative. Il s’agit de modifier la courbure du profil de l’aile en vol pour améliorer la laminarité de l’écoulement et diminuer la traînée. Cette technologie consiste à déformer mécaniquement par le biais d’actionneurs, une section de l’extrados fait de matériau composite. La peau en composite est conçue suffisamment flexible pour être déformée et suffisamment rigide pour soutenir les charges aérodynamiques de vol. Ce projet s’inscrit dans la réalisation d’un test statique d’une section de l’aile afin de valider la tenue mécanique à un cas particulier de chargement correspondant à un vol en trajectoire rectiligne uniforme, réservoirs pleins. Il ne s’agit pas d’un test de certification structural requis par les organisations de certifications aéronautiques mais uniquement d’un point de contrôle de sa conception. Pour réaliser ce test statique, l’aile est assemblée sur un banc d’essai autoporteur conçu selon les critères et spécifications attendus par le constructeur. La conception du banc se divise en trois parties. La première étape consiste à identifier le chargement interne théorique de l’aile pour orienter la conception du banc de manière à reproduire ce chargement expérimentalement. À l’issue de cette identification, les dimensions globales de la structure du banc sont connues. Le dimensionnement analytique des composants standards du banc apparaît comme la deuxième étape de la conception du banc et permet de connaître les dimensions des éléments tels que les poutres, l’épaisseur des plaques et des cordons de soudure. L’analyse numérique par éléments finis intervient comme la troisième étape de la conception en permettant de dimensionner les éléments disposants d’une géométrie plus complexe, de valider les facteurs de sécurité sur l’intégralité de la structure et des éléments du boulonnage ainsi que les déplacements de la structure après simulation. Le test statique expérimental permet de valider la rigidité de l’aile et de sa peau composite par leur tenue au cas de chargement. Il valide également le modèle numérique par éléments finis du banc en présentant des résultats similaires. En conclusion, la conception du banc est validée car elle respecte les facteurs de sécurité imposés par Bombardier Aéronautique.

Date	15 nov. 2015
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Simon Joncas (Directeur(-trice))