Une nouvelle étude sur le contrôle actif de l'écoulement pour les hélicoptères
L'utilisation d'éléments actifs sur la surface d'une pale d'hélicoptère améliore les performances du rotor, réduisant la traînée, la consommation de carburant et les émissions. Combinant des expertises dans des domaines tels que la dynamique des fluides, les systèmes micro-électromécaniques et les matériaux composites, le projet IMESCON (Innovative methods of separated flow control in aeronautics), financé par l'UE, a réuni 8 chercheurs en début de carrière et 13 chercheurs expérimentés. Ils partagé leurs connaissances pour élaborer des méthodes de contrôle des écoulements séparées pour les hélicoptères. Les membres du projet ont utilisé la simulation numérique et la validation expérimentale pour étudier des générateurs de tourbillons basés sur un système électromécanique à membrane piézoélectrique et des volets Gurney. Les résultats de l'étude ont confirmé le potentiel des générateurs de vortex pour réduire le décollement de l'écoulement et donc réduire la traînée et augmenter la portance. Des simulations poussées ont prouvé la capacité de ces petits appareils à augmenter la poussée avec un minimum de consommation d'énergie supplémentaire, en vol stationnaire et en avant. L'équipe a également mené une étude sur le potentiel d'un autre dispositif de contrôle de l'écoulement: un volet Gurney, pour limiter le décrochage pendant le vol vers l'avant. Les résultats ont montré que l'efficacité du vol stationnaire était légèrement améliorée avec une augmentation de la poussée du rotor. Au final, les partenaires d'IMESCON ont développé une maquette opérationnelle d'un système de contrôle de l'écoulement, en y intégrant les résultats de leurs recherches sur l'écoulement, la structure, le contrôle et les actionneurs. La pale d'hélicoptère a été équipée du volet Gurney actif piloté par des actionneurs piézoélectriques. IMESCON a exploré plus avant les technologies actives de contrôle de l'écoulement et produit un puissant code de simulation multi-physique pour les concepteurs de pales d'hélicoptère. Ces technologies permettront de réduire la consommation de carburant et les émissions associées au vol d'hélicoptère, tout en améliorant la poussée.
Mots‑clés
Contrôle actif de l'écoulement, hélicoptères, pale d'hélicoptère, IMESCON, générateurs de tourbillons, aileron Gurney
