Conception aérodynamique d'un profil d'aile transsonique laminaire adaptable aux conditions de vol

This work presents the design and optimization of a morphing airfoil system. It is part of the CRIAQ MDO-505 project. A particular emphasis is put on the achievement of laminar flow through the use of the Reot transition prediction model, which is validated by the use of the database obtained during the CRIAQ 7.1 project containing transition measurements on a morphing airfoil. The presence of strict structural constraints on the system enables a realistic evaluation of the potential of such a system. A comparison with unconstrained multipoint optimization results show that constraints on the position and extent of the flexible skin reduce its efficiency in reducing drag. A full aircraft drag estimation program was implemented using empirical relations to estimate the proportion of total drag related to the airfoil. Drag reductions achieved by the airfoil optimization was factored by the proportion and it was found that the morphing wing system is able to improve aircraft drag by up to 1.1%.

Résumé

Ce travail, effectué dans le cadre du projet CRIAQ MDO-505, présente l'optimisation aérodynamique d'un profil d'aile adaptable aux conditions de vol. L'emphase est mise sur la laminarité de l'écoulement notamment par l'utilisation du modèle de transition ﻻ - Rℯot. Ce dernier est validé au moyen de données accumulées lors du projet CRIAQ 7.1 au cours duquel la transition a été mesurée en soufflerie sur un profil d'aile adaptable. Des contraintes strictes au niveau des requis de structure permettent une évaluation réaliste du potentiel de la technologie d'adaptabilité. La comparaison du système de peau flexible avec les résultats d'une optimisation multi-point sans contraintes montre que les contraintes sur la position et la dimension de la portion flexible réduisent son impact sur la traînée. Un programme d'estimation de la traînée totale d'un avion est implémenté et utilisé pour estimer la proportion reliée directement au profil d'aile. Les réductions de traînée obtenues au moyen de l'optimisation sont factorées grâce aux résultats de cette analyse. Il est déterminé que le système de profil adaptable est capable de réduire la traînée totale de l'avion de 1.1% pour certaines conditions de vol.