De nouveaux outils accélèrent la conception d’avions plus performants et plus silencieux
Clean Sky 2 est le plus grand programme de recherche dans le domaine de l’aviation jamais lancé en Europe. Il entend accélérer les développements technologiques et raccourcir le délai de mise sur le marché de nouvelles solutions plus propres testées sur des démonstrateurs grandeur nature, contribuant ainsi de manière significative à réduire l’empreinte environnementale de l’aviation. Les derniers développements techniques se sont concentrés sur la réalisation de systèmes de transport intelligents, verts et intégrés afin d’atteindre les objectifs fixés par l’UE concernant la réduction de 75 % des émissions de CO2 et de 65 % du bruit. L’évaluation plus précise de l’impact environnemental des technologies innovantes de motorisation passe par leur intégration dans des avions conceptuels. Cependant, le développement de produits aéronautiques est un processus complexe, impliquant des exigences et des contraintes sur le système complet de l’avion et ses composants individuels, y compris les moteurs. «L’intégration des modèles de moteurs dans les processus itératifs de conception des avions a constitué un obstacle important à l’efficacité et à la rentabilité du processus de conception pour les constructeurs aéronautiques», souligne Fabrizio Nicolosi, coordinateur du projet ADORNO financé par l’UE.
Améliorer l’impact environnemental des avions
ADORNO a été créé pour fournir des outils permettant une estimation rapide et fiable des émissions polluantes et sonores des avions à différentes phases de la mission. Le nouveau modèle flexible d’avions contribue à définir les exigences de la plateforme moteur en ce qui concerne la poussée et les prises de puissance à différents niveaux de puissance et dans différentes conditions de vol. «Notre modèle d’avion dotée d’une interface moteur intégrée est essentiel pour développer des produits aéronautiques innovants et en constante évolution de manière efficace tant sur le plan des délais que des coûts, en facilitant l’interaction entre les concepteurs de moteurs et d’avions», fait remarquer Mario Di Stasio, un chercheur impliqué dans ADORNO.
Équilibre entre la conception de l’avion et celle du moteur
Les motoristes sont responsables de la conception du moteur et les concepteurs d’avions, tels que Boeing et Airbus, adaptent généralement la conception de l’avion au moteur. De nombreux outils de conception d’avions permettent de déterminer les critères de performance, par exemple une plus faible consommation de carburant ou la vitesse et l’altitude requises pour le transport d’un certain nombre de colis. Mais que se passerait-il si un moteur caractérisé par une faible consommation de carburant s’avérait plus gros ou plus lourd lorsqu’il est monté sur l’avion? «Le projet ADORNO a adopté une approche différente qui consistait à optimiser ensemble la conception de l’avion et celle du moteur. Il s’agit de trouver la meilleure combinaison entre le moteur et l’avion et de comprendre les avantages réels de la pose d’un nouveau moteur sur un vieil avion», explique Fabrizio Nicolosi. Sur la base des exigences de poussée et de puissance dérivées des modèles d’avion d’ADORNO, MTU Aero Engines a conçu un nouveau turboréacteur à double flux à haut taux de dilution. Une présélection entre les différentes conceptions de moteurs a été effectuée à l’aide de facteurs commerciaux relatifs à la consommation de carburant produits par l’Université de Naples Frédéric II. La consommation de carburant et les émissions au niveau de l’avion ont été contrôlées en faisant varier différents paramètres du moteur tels que la consommation spécifique de carburant, le poids sec, le diamètre maximal de la nacelle et la longueur du capot de la nacelle. Ces facteurs commerciaux peuvent être utilisés dans différents projets portant sur des configurations d’avion similaires. Les partenaires du projet ont également conçu une application autonome pour la prévision du bruit. Cet outil peut facilement être intégré à des outils d’analyse externes pour évaluer l’influence réciproque du bruit et des émissions. «ADORNO a mis en œuvre une approche intégrée d’optimisation de la conception des avions et des moteurs dès les premières étapes de la conception afin de contribuer aux objectifs de réduction des émissions de l’aviation. Nos outils renforceront la compétitivité des fabricants de moteurs en Europe et réduiront les délais de commercialisation des nouveaux produits aéronautiques», conclut Fabrizio Nicolosi.
Mots‑clés
ADORNO, avion, moteur, bruit, modèle d’avion, consommation de carburant, facteurs commerciaux, Clean Sky 2
