Une aile laminaire subit des tests en soufflerie haute vitesse
Le développement d'un avion dont la surface présente un écoulement laminaire naturel étendu est la voie la plus prometteuse pour réduire la traînée. L'objectif du projet NLF-WINGHIPER (NLF wing high speed performance test) était d'étudier les effets des imperfections de la surface sur le développement et la stabilité d'un écoulement laminaire. Les chercheurs ont exploité les installations de la soufflerie transsonique ETW (European Transonic Windtunnel) pour étudier l'impact sur les performances de l'avion des imperfections de la surface de l'aile, comme les marches et les ondulations de surface. Les tests en soufflerie ont couvert par incréments de 0,01 des valeurs de Mach allant de 0,73 à 0,77, ainsi que des nombres de Reynolds de 6, 9, 12 et 16 millions. Le modèle présentait un système séparé de contrôle de la pression interne et une mesure de la pression pour le contrôle local de la forme de l'aile. L'instrumentation du modèle à demi-échelle comportait des prises de pression conventionnelles sur les deux faces de l'aile et la moitié du fuselage, une peinture thermosensible recouvrant les surfaces de l'aile, ainsi qu'une balance à 6 composants, des accéléromètres et des marqueurs pour les mesures optiques de déformation de l'aile. Dans le cadre de la procédure de post-traitement, des images de la peinture thermosensible ont été prises à différentes valeur de portance, pour une éventuelle correction des données de traînée acquises par la balance. Une attention particulière a été apportée à la qualité de surface de la peinture thermosensible, car de petites imperfections peuvent influer sur les résultats. Cela a permis de comparer les performances pour différentes qualités d'état de surface, comme des petites bandes de transition à différentes positions de la corde. Le projet a également conçu une plateforme pour corriger la traînée générée par des lames turbulentes apparaissant de manière accidentelle. La qualité de la surface, particulièrement dans la région du bord de fuite, a été inspectée avant et après chaque bloc de test. Lors de la conception d'un avion réel, les marches, ondulations (dues soit à la fabrication, soit à la déformation liée à la charge en vol), perturbations 3D (dues à des insectes ou des têtes de rivets), et la rugosité du bord d'attaque (due à la fabrication ou à l'érosion causée par les conditions de fonctionnement) sont considérées comme des défis. Les tests ont permis d'améliorer considérablement nos connaissances sur la façon dont des imperfections locales de forme influencent le développement d'un écoulement laminaire sur les ailes. Les résultats permettront de spécifier des tolérances de fabrication et de finition de surface pour les avions réels.
Mots‑clés
Ailes, tests en soufflerie, avion, grande vitesse, écoulement laminaire naturel, NLF-WINGHIPER, peinture thermosensible, finition de surface