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Éviter l'éjection des tourbillons et réduire la traînée

Les avions aux ailes intégrés au fuselage (aile portante) souffrent de la formation, de l'éjection et de la reformation de tourbillons. Ces cylindres d'air en mouvement peuvent se transformer en tourbillons captifs et engendrer un sillage irrégulier.
Éviter l'éjection des tourbillons et réduire la traînée
L'augmentation de la taille des avions oblige à étudier le problème des tourbillons afin de rendre le vol plus économique. Un tourbillon captif reste à proximité du fuselage de l'avion.

Le projet VortexCell2050 («Fundamentals of actively controlled flows with trapped vortices») vise à mettre au point un nouveau système qui associe deux technologies de pointe, les tourbillons captifs et le contrôle actif des écoulements. La présence de tourbillons captifs évite leur éjection et réduit la traînée des structures de grande surface. Le contrôle actif des écoulements demande une entrée d'énergie.

Financé par l'UE, le projet VortexCell2050 a mis au point un outil pour la conception de cellules de tourbillons, et collecté des données sur les écoulements 3D contrôlés activement dans les cellules tourbillonnaires. Il a démontré qu'une aile portante épaisse dotée d'une cellule tourbillonnaire adéquate avec contrôle actif, est préférable à cette même aile sans cellule. Ces résultats ouvrent des perspectives intéressantes pour des utilisations dans des domaines particuliers.

Le logiciel mis au point optimise la forme de la cellule tourbillonnaire dans le cas d'un débit à moyenne nulle du système de stabilisation, alors que le mode de contrôle conçu exige une moyenne non nulle. D'autres études montrent l'existence de méthodes plus efficaces de contrôle, aussi les travaux à venir devraient se concentrer sur des méthodes de contrôle de feedback en situation d'instabilité.

Les avancées réalisés par le projet VortexCell2050 ouvrent des possibilités d'amélioration des performances des cellules tourbillonnaires, et pourraient faciliter la conception de très gros avions capables de décoller et d'atterrir quasiment n'importe où, loin des pistes classiques.

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