Thème 3: Dynamique du vol en environnement instationnaire et inhomogène

Cette thématique concerne le développement d’outils et de méthodologies expérimentales et analytiques pour la détermination des comportements d’aéronefs évoluant aux basses vitesses dans un espace de vol perturbé et/ou dans un domaine de vol non conventionnel.

Contact: Olivier RENIER.

Ce savoir-faire s’est historiquement développé autour de la réalisation et l’exploitation d’essais en vol en laboratoire de maquettes d’aéronef dans les installations dédiées de l’ONERA Lille : la soufflerie verticale pour l’observation des comportements décrochés (vrille, récupération du vol normal), les laboratoires de vol B10 et B20 pour la caractérisation du comportement du véhicule soumis lors d’une trajectoire tendue à une rafale de vent latérale ou verticale.

Caractérisation aérodynamique d’une configuration motorisée en soufflerie verticale, en vue de l’étude du comportement dynamique aux limites du domaine de vol

L’objectif pour ce thème est d’étoffer la boîte à outils méthodologique et expérimentale pour répondre à plusieurs besoins:

– améliorer la robustesse des prévisions, dans des domaines de vol à risque,

– intégrer le poids des incertitudes liées à la méconnaissance ou la simplification des modèles,

– développer des techniques d’analyse qui permettent de guider l’exploration expérimentale pour déterminer au mieux les modèles de représentation par rapport aux attentes de leur exploitation.

Plusieurs problèmatiques sont abordées dans ce thème :

Comportement dynamique post-décrochage

Les thèmes scientifiques concernant le décrochage sont nombreux. Du point de vue de la physique des écoulements, la prévision du décollement sur une surface lisse sous gradient de pression pose de nombreuses difficultés : effet de l’état de la couche limite (turbulence, transition notamment), dépendance à la géométrie locale. Il en résulte différents types de décrochage en fonction des conditions de vol, du nombre de Reynolds, etc.

Interaction avec l’environnement extérieur

Ces dernières années, de nouvelles applications d’engins volants sont apparues et nécessitent une investigation poussée du couplage engin – environnement. Parmi celles-ci on peut noter le déploiement de petits drones volants en milieu urbain pour des missions de surveillance et d’inspection et les opérations engageant des dirigeables pour le renseignement et le transport de charges volumineuses en zone difficile d’accès.

Définition d’expérimentations

Les trois enjeux majeurs pour la définition des expérimentations sont :

– la fiabilité des prévisions : améliorer la confiance dans les prévisions de comportement, quantifier la robustesse des stratégies proposées aux incertitudes, et la sensibilité à des erreurs de pilotage,

– l’ouverture sécurisée du domaine d’opération au vol en aérologie perturbée,

– les délais d’obtention de ces résultats et la réduction des coûts.