Amélioration de l'aérodynamisme des ailes d'avion par actionnement plasma

Ce projet présente une étude expérimentale et numérique sur l'amélioration des propriétés aérodynamiques d'un profil 2D extrudé par actionnement plasma. Le but de la recherche est de développer trois concepts prometteurs de contrôle des écoulements utilisant l'actionnement plasma pour réduire la trainée et pour contrôler le point de décollement de la couche limite pour des conditions de décollage et d'atterrissage. L'actionneur le plus commun, le DBD pour dielectric barrier discharge, consiste essentiellement en deux électrodes décalées et séparées par un corps diélectrique auxquels un signal électrique haute tension, mais à faible courant est appliqué. L'actionneur plasma est un dispositif simple et mince qui permet de convertir l'électricité directement en accélération de l'écoulement via une ionisation partielle de l'air. Les particules d'air ionisé accélèrent dans le champ électrique et transferent leurs quantités de mouvement aux particules neutres par collation. Ce phénomène entraine une accélération d'une mince couche d'air près de la surface. Cette technologie est prometteuse puisque l'actionneur n'a aucune pièce mobile et peut être encastré dans un profil aérodynamique, n'affectant ainsi pas l'écoulement lorsque l'actionneur est inopérant. De plus, étant simple et purement électrique, le coût de fabrication et d'intégration est faible. Les trois concepts de contrôle d'écoulement impliquent de positionner l'actionneur plasma sur la surface de l'extrados d'une aile. Le premier concept consiste à retarder la transition laminaire turbulente et ainsi réduire la trainée, le second à retarder le point de décollement afin d'augmenter l'angle d'attaque maximal, d'augmenter la portance et diminuer la trainée dans le but de remplacer les becs et volets. Le dernier concept consiste à accélérer le décollement afin de diminuer la portance et augmenter la trainée afin de remplacer les aérofreins sur les ailes. Dû à la limitation de la force des actionneurs plasma, les études précédentes se limitaient aux études empiriques à petite échelle et pour de faibles vitesses d'écoulement. Cette recherche vise à tester expérimentalement ces trois concepts à des vitesses d'écoulement surpassent les recherches antérieures (jusqu'à 30 m/s) grâce à l'utilisation des actionneurs DBD de dernière génération permettant des forces d'actionnement supérieures. Les résultats expérimentaux serviront à valider deux codes CFD qui pourront être utilisés pour évaluer les trois concepts à l'échelle d'un avion pour des conditions réalistes de vol.