Une technologie d'actionneur pour un contrôle précis des écoulements sur les avions
Le décollement des filets d'air se produit lorsque l'air s'écarte de la surface de l'avion, créant des tourbillons qui peuvent augmenter la traînée. Le projet VIPER (Valve high performances for flow control separation in aircraft), financé par l'UE, visait à mettre au point des systèmes électriques actifs afin de réduire et retarder ce décollement. Ils maintiendront des conditions aérodynamiques plus favorables à la surface de l'aile, et réduiront l'usage de dispositifs hydrauliques et pneumatiques, en faveur d'un avion davantage électrique. Les partenaires du projet ont conçu, fabriqué et testé avec succès une technologie de vanne d'air innovante basée sur des actionneurs piézoélectriques amplifiés (APA). Les principaux avantages du recours à la technologie APA pour une vanne de ce type sont la manœuvrabilité et les temps de réponse rapides des vannes à base de dispositifs piézoélectriques. Elle permet d'obtenir un jet sonique pulsé allant jusqu'à 500 Hz, avec un débit massique d'environ 34 g/s sur une fente large de 1 mm et longue de 80 mm. Les membres du projet ont également conçu un amplificateur de puissance de commutation efficace. Ensemble, l'amplificateur et le nouvel actionneur offrent au jet sonique une consommation électrique d'environ 40 W par récupération d'énergie. L'équipe VIPER a obtenu des résultats optimaux en performance de jet pour la vitesse d'éjection et le débit massique de la vanne, qui dépassent tous les résultats obtenus jusqu'alors: vitesse de l'air en sortie (340 m/s); débit massique linéaire d'air (425 g/s/m); gamme de fréquences d'actionneur (0-500 Hz). Même si de nombreux actionneurs de jets pulsés avaient déjà été conçus et testés, le débit massique atteint est le plus élevé jamais obtenu pour un actionneur de ce volume. Le système de contrôle actif de l'écoulement du projet VIPER réduira notablement le bruit et les rejets du transport aérien, et donc les impacts sur l'homme et la planète.
Mots‑clés
Avion, VIPER, vanne, décollement des filets d'air, actionneurs piézoélectriques amplifiés
