Nouveaux défis pour la soufflerie à haute vitesse de l'IRA

Modèle de boîtier de câbles installé sur un appareil oscillatoire avec rampe d'absorption de la charge aérodynamique en amont

Les souffleries sont d'une importance primordiale pour comprendre l'aérodynamique des véhicules aérospatiaux, tant les nouvelles conceptions que les modifications à un fuselage existant. Elles peuvent même servir à enquêter sur les accidents de véhicules spatiaux. Au cours de la dernière année, la soufflerie trisonique à rafales de l'IRA s'est attaquée à toutes ces situations, et en est sortie vainqueur. Les améliorations récentes à cette soufflerie, alliées à la réceptivité et aux compétences de longue date de son personnel, en ont fait l'installation de choix pour plusieurs nouveaux clients de l'IRA, dont elles assureront certainement la fidélité.

Sonde anémobarométrique
En 2003, Avionics Specialties Inc. (ASI) a procédé à des essais, dans la soufflerie à haute vitesse de l'IRA, sur une sonde anémobarométrique qu'elle met au point pour Lockheed Martin, et qui sera utilisée sur l'avion d'attaque interarmées F-35. La sonde fournira aux systèmes de navigation du F-35 des données sur les mesures de la pression de l'air dynamique et statique et sur l'angle d'attaque.

Pour répondre à ces exigences, ces petites sondes à aube flottantes, qui fournissent de l'information sur la direction du vent en s'auto-alignant sur l'écoulement d'air, seront montées sur des arbres attachés au fuselage. « La sonde devra fonctionner sur le régime de vol complet du F-35, qui varie de Mach 0,2 à Mach 1,6. La soufflerie convient bien à ce genre de projet, notre plage de nombres de Mach étant encore plus vaste. Ils pourront obtenir toutes leurs données d'essai en soufflerie dans une seule installation, » a déclaré Cabot Broughton, gestionnaire de la soufflerie de l'IRA.

Ailettes de bout d'aile
En décembre 2003, Bombardier Aéronautique a demandé à l'IRA de procéder à des essais en soufflerie des modifications apportées à l'un de ses avions de transport régional à réaction. La compagnie voulait trouver des profilés de remplacement pour les ailettes de bout d'aile de l'avion qui permettraient d'améliorer sa performance au décollage et à l'atterrissage.

« En réponse à notre demande pour une meilleure reproductibilité des mesures de la traînée, l'IRA a modifié la balance sur le côté du tunnel pour réduire l'influence des changements de température et a étudié une nouvelle méthode d'évaluation du taux de tangage. Ces modifications ont permis d'améliorer sensiblement la reproductibilité des mesures de la balance. De nouvelles techniques d'observation numérique de l'écoulement ont aussi donné des résultats impressionnants, » a dit Fassi Kafyeke, gestionnaire chez Bombardier Aéronautique

Le nouveau système d'observation visuelle de l'écoulement de l'IRA utilise des appareils photos numériques pour capter le comportement des mini-sondes de turbulence fluorescentes (filaments de 1/4 de pouce dont un bout est collé à une maquette) dans une veine d'air. Ces appareils permettent une économie de temps et d'argent, fournissant une rétroaction immédiate après chaque essai.

Boîtier de câbles de la navette spatiale
À l'été 2003, le Centre spatial Marshall de la NASA, par le biais de Lockheed Martin Space Systems, a embauché l'IRA pour des essais en rapport avec le désastre de la navette Columbia. La tragédie étant survenue après que de la mousse se soit décollée du réservoir extérieur pour percuter les bords d'attaque de l'aile de l'orbiteur, les enquêteurs examinaient les diverses sources de mousse sur le réservoir pour trouver des solutions de remplacement et réduire au minimum les débris de mousse.

Ils ont notamment examiné la rampe de mousse, créée suite à des essais de l'IRA en 1981 dans le but de résoudre un problème d'écoulement de l'air transversal sur les boîtiers de câbles installés sur toute la longueur du réservoir externe. « Ils voulaient savoir si nous possédions toujours l'appareil original, une demi-maquette d'un dispositif d'oscillation dynamique qui évalue la réaction d'un objet face à des perturbations. Nous l'avions toujours. Nous avons donc rapidement élaboré un plan pour améliorer l'équipement et le déménager dans notre soufflerie à haute vitesse, » a expliqué M. Broughton.

Peu de temps après, l'IRA a effectué des essais sur le boîtier de câbles actuel, dont la conception différait de l'originale, avec et sans la rampe de mousse protectrice, et avec et sans d'autres dispositifs pour produire une réponse plus stable à l'écoulement transversal.

Pour s'assurer de la fidélité de sa clientèle, l'IRA apporte des améliorations importantes à sa soufflerie à haute vitesse : amélioration du système de visualisation de l'écoulement et d'acquisition des donnés et développement d'un nouveau système de contrôle, d'un système de simulation de trajectoire captive et d'un logiciel de détection et d'évitement des collisions. Ces deux derniers seront utiles pour les essais sur le transport et le largage de charges externes, et pour les études sur la représentation du champ d'écoulement. L'IRA pourra ainsi demeurer l'une des installations les plus avancées au monde pour les études aérodynamiques sur les véhicules aérospatiaux nouveaux et existants.