Morphing wing system integration with wind tunnel testing

Résumé

Préserver l’environnement est un enjeu majeur de l’industrie aéronautique. Dans ce contexte s’intègre le projet CRIAQ MDO 505 qui est un projet multidisciplinaire international réalisé en collaboration entre des équipes canadiennes et italiennes. Les partenaires industriels sont issues des deux entreprises ‘Bombardier Aerospace’ et ’Thales Canada et Alenia Aermacchi. Les partenaires académiques proviennent de l’École de Technologie Supérieure, École Polytechnique de Montréal, Conseil National de recherche CNRC au Canada, Centre de recherche italien en aérospatiale (CIRA) et l’université de Naples. L’objectif principal de ce projet est d’améliorer les performances aérodynamiques d’une aile à extrados flexible. En effet, on cherche à diminuer la trainée en retardant la transition de l’écoulement (du régime laminaire vers le régime turbulent) en optimisant la forme de l’extrados flexible dépendamment de la condition du vol. Le mécanisme conçu pour déformer la peau en composite est constitué de quatre axes linéaires actionnées par des moteurs ‘BLDC’. Les déplacements sont calculés par simulation numérique en fonction de la vitesse de l’écoulement, l’angle d’attaque de l’aile ainsi que l’angle de braquage de l’aileron. L’aile est aussi équipée de 32 capteurs de pression de type ‘Kulite’ afin de détecter expérimentalement la transition durant les tests en soufflerie, qui ont eu lieu, à l’institut de recherche en aérospatiale du CNRC à Ottawa. Une première partie du travail réalisé consiste à établir les communications nécessaires entre le système de contrôle et les actionneurs de l’aile; Les protocoles de communication ‘CANopen’ et Modbus-TCP ont été implémentés. Une deuxième partie consiste à développer et valider expérimentalement une boucle de contrôle en position en se basant sur le retour des capteurs LVDT ainsi qu’une procédure automatisée de calibration des déplacements de la peau. Deux sets de tests en soufflerie ont été effectués afin de tester les performances aérodynamiques de l’aile, ainsi que de la plateforme de contrôle mise en place. Les résultats de calibration obtenus ainsi que les résultats de contrôle du déplacement de la peau ont été bons par rapport à nos objectifs d’amélioration des performances. Une valeur maximale de 0.03 mm d’erreur statique, pour la boucle de contrôle en position, a été obtenue pour ses déplacements. L’analyse des données de pression, ainsi que les forces aérodynamiques mesurées par la balance de la plateforme de test, ont montré que la trainée a été diminuée pour 30% des cas de vol optimisés.

Date	28 janv. 2016
langue originale	Anglais américain
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Ruxandra Botez (Directeur(-trice))