De nouveaux outils pour s'assurer que les avions flottent en cas d'amerrissage
La volonté actuelle de réaliser des avions plus écologiques, sûrs et économiques oblige les constructeurs à trouver des solutions innovantes et de nouveaux concepts de structure. Les méthodes empiriques classiquement utilisées pour concevoir les avions en fonction de situations d'urgence deviennent dépassées. Pour gérer les risques économiques et de sécurité, il faut disposer de nouvelles méthodologies et de nouveaux outils numériques prédictifs. Les chercheurs du projet SMAES (Smart aircraft in emergency situations) ont développé des outils perfectionnés de simulation qui serviront à diverses étapes des processus de conception et de certification. Ces outils optimiseront la réaction en cas d'amerrissage, réduiront les coûts de conception et des tests, et soutiendront l'innovation pour créer des structures plus sûres, plus légères et moins coûteuses. L'amerrissage peut se décomposer en quatre phases: l'approche, l'impact, l'amerrissage et la flottaison. Dans son ensemble, il engendre de fortes charges hydrodynamiques sur la structure. En outre, la vitesse élevée fait que ces charges sont influencées par des effets comme la cavitation et la ventilation. Le projet a entre autres développé de meilleurs modèles analytiques et numériques pour prévoir les charges fluides et les pressions locales pendant l'amerrissage. Les chercheurs ont produit des modèles complexes capables de représenter des phénomènes importants comme le coussin d'air, la ventilation, la cavitation et la force de succion. Une autre partie du travail a consisté à concevoir des modèles fiables pour prévoir le comportement et la rupture de la structure de l'avion sous l'effet de charges dynamiques fluides. Les modèles structuraux déformables ont été couplés avec les modèles fluides améliorés. Ce travail a conduit à des méthodologies validées pour coupler les simulations d'amerrissage et de comportement fluide-structure. L'équipe de SMAES a mis en place une nouvelle installation expérimentale d'impact sur l'eau à grande vitesse, qui pourra soutenir la recherche et le développement dans ce domaine. Elle a produit un large ensemble de données concernant l'impact sur l'eau à grande vitesse et la réponse des structures en composites. Grâce à ses nouveaux outils pour la conception d'avions, le projet SMAES devrait améliorer la sécurité ainsi que la compétitivité et la position de l'industrie aéronautique européenne. Enfin, la meilleure compréhension des phénomènes complexes survenant lors de l'amerrissage d'un avion sera utile dans d'autres domaines d'interaction entre un fluide et une structure, par exemple le poser sur l'eau d'un aéronef à voilure tournante, ou l'aquaplaning à grande vitesse.
Mots‑clés
Avion, amerrissage, outils de simulation, situations d'urgence, charges hydrodynamiques, charges fluides
