Conception et validation expérimentale de la structure d’une aile déformable et de son système d’actionnement

Résumé

Ce mémoire est une synthèse des travaux effectués sur la structure métallique et sur le mécanisme de déformation d’une section d’aile d’avion avec peau supérieure déformable ce projet fut complété dans le cadre du projet MDO505 (Morphing Architectures and Related Technologies for Wing Efficiency Improvement) financé par le CRIAQ (Consortium de Recherche et Innovation en Aérospatiale du Québec). Les premiers travaux ont été de dimensionner les composantes métalliques de la section d’aile fournie par Bombardier aéronautique. Étant donné le détachement de la peau supérieure et de l’intégration d’un mécanisme d’actionnement, la conception de la section d’aile a été adaptée. Ceci a impliqué de faire un dessin 3D, un modèle par éléments finis et des calculs de contraintes sous différents chargements. La seconde partie des travaux a été de faire la conception d’un mécanisme pour déformer la peau supérieure de l’aile. Un actionneur linéaire a été conçu pour être intégré dans l’aile et déformer la peau supérieure de +/- 5 mm. Un vérin à vis trapézoïdale a été modélisé en détail et les composantes ont été dimensionnées en fonction du chargement de 4000 N en statique et d’un chargement de 1500 N en dynamique (vitesse de 1 mm/s). Ensuite, l’actionneur a été fabriqué et testé pour vérifier la force et la vitesse d’actionnement. L’endurance a également été testée pour vérifier la fiabilité de l’actionneur. L’actionneur a été testé sur une machine de traction. Les tests ont démontré que l’actionneur respectait les contraintes de conception. Le but ultime du projet était de tester la section d’aile avec la charge correspondante aux conditions de vol normal tout en déformant la peau supérieure. Or, l’aile assemblée avec 4 actionneurs a été testée structurellement sur un banc de test. Des jauges de déformation ont été installées sur toutes les composantes critiques pour mesurer les contraintes. Ceci a permis de comparer les résultats expérimentaux avec ceux du dimensionnement par éléments finis des composantes de l’aile. Les données théoriques et expérimentales sont semblables mis à part quelques différences expliquées par des effets non linéaires et des erreurs de mesures. Les travaux de ce mémoire ont permis de démontrer qu’une section d’aile avec la peau supérieure déformable peut être dimensionnée selon une méthode utilisée en aéronautique. De plus, un système d’actionnement peut être intégré à l’intérieur et peut déformer la peau supérieure en condition de vol.

Date	17 janv. 2017
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Simon Joncas (Directeur(-trice))