Optimisation numérique de la performance d'un avion avec winglets actifs

par Martin Delavenne

Projet de thèse en Génie mécanique, mécanique des matériaux

Sous la direction de Michel Salaun et de Valérie Ferrand.

Thèses en préparation à Toulouse, ISAE , dans le cadre de École doctorale Aéronautique-Astronautique (Toulouse) , en partenariat avec ICA - Institut Clément Ader (laboratoire) et de MS2M - Modélisation des Systèmes et Microsystèmes Mécaniques (equipe de recherche) depuis le 11-09-2017 .


  • Résumé

    La tendance à long terme en aviation civile repose sur une diminution des émissions tout en assurant la maîtrise des coûts et l'amélioration du niveau de sécurité. La performance aérodynamique d'un aéronef peut se mesurer avec des métriques classiques telles que la trainée globale. Cependant, l'évolution des gains de trainée ou de finesse, depuis une vingtaine d'années, démontre pleinement la difficulté d'obtenir des gains significatifs de performance uniquement sur la base d'une approche mono-disciplinaire. Afin d'identifier de nouvelles possibilités de gain de performance, il est donc naturel d'envisager des approches multidisciplinaires, qui pourraient permettre de s'intéresser à plusieurs objectifs avec un dispositif unique, en particulier l'adaptation de forme, appelé également morphing. Cette optimisation multidisciplinaire permet d'espérer la mise en place de stratégies plus efficaces et plus flexibles en opération que l'état de l'art actuel. Dans un premier temps, les avionneurs se tournent vers des dispositifs passifs tels que les ailettes en bout d'aile (en anglais « Winglets ») afin d'améliorer la performance. Une des originalités majeures de cette thèse est de proposer un dispositif actif en bout de voilure permettant de contrôler la forme de la voilure afin d'optimiser de façon multidisciplinaire le compromis entre la performance aérodynamique, les charges et l'aéroélasticité tout au long de la mission.

  • Titre traduit

    Numerical optimisation of aircraft performance with active winglets


  • Résumé

    The long term trend in civil aviation lies on the reduction of gas emission, the cost control and the improvement of the level of safety. The aircraft performance mais be assessed through classical metric such as global drag. However, for several years the limited evolution of drag or lift/drag ratio gains have shown the difficulty to obtain significant gains of performance using mono-disciplinary approaches. In order to identify new possibility of gains of performance it seems promising to consider multi-disciplinary approaches. Such approaches would enable to focus on several objectives with an unique device, and particularly the wing-morphing. This multidisciplinary optimisation may lead to more efficient and flexible strategies in operations than the current state of the art. The aircraft manufacturers use to design passive devise to increase performances such as winglets. The main originality of the PhD is to propose an active winglet device that would enable to control the shape of the wing along the flight and a multidisciplinary optimisation of the trade-off between aerodynamic performance, loads, and aeroelasticity.