Étude de la stabilité d'un avion BWB (Blended Wing Body) de 200 passagers

Le Blended Wing Body (BWB) est un type d'avion innovant, basé sur le concept d'aile volante. Ce nouveau type d'avion présente de nombreux avantages par rapport aux avions conventionnels : économie de carburant et réduction du poids de la structure, réduction du bruit et de l'impact sur l'environnement, augmentation de la capacité d'emport. Cependant, ce type d'appareil possède un manque de stabilité du fait de l'absence d'empennage. Plusieurs études de stabilité ont déjà été réalisées sur des modèles de BWB de taille réduites, mais il n'existe pas d'étude de stabilité sur un BWB de 200 passagers. C'est pourquoi, l'objectif principal de cette étude consiste donc à intégrer au design conceptuel existant du BWB de 200 passagers les moteurs ainsi que leurs supports en analysant leur impact sur sa stabilité statique et dynamique. La conception du BWB a été réalisée à l'aide de la plateforme de design CEASIOM. L'avion ainsi que l'intégration des supports et moteurs ont été obtenus dans le module géométrique AcBuilder de CEASIOM. Les différents coefficients aérodynamiques sont calculés grâce au programme TORNADO. Ces coefficients permettent de réaliser les calculs de stabilité, notamment à l'aide des matrices longitudinale et latérale de stabilité. Par la suite, l'enveloppe de vol du BWB est créée en se basant sur les données aéronautiques d'un avion similaire, l'Airbus A320. De cette enveloppe de vol, on récupère plusieurs milliers de points de vol possibles. La dernière étape consiste à vérifier la stabilité statique et dynamique, notamment à l'aide des matrices longitudinale et latérale de stabilité et des Flying Qualities Requirements, pour chaque point de vol. Afin de valider notre étude de stabilité, les études de stabilité du B-747 déjà existantes seront utilisées et comparées avec notre modèle.

Abstract

The Blended Wing Body (BWB) is a type of innovative aircraft, based on the flying wing concept. This new type of airplane shows several advantages compared to the conventional airplanes : economy of fuel, reduction of the weight of the structure, reduction of the noise and less impact on the environment, increased payload capacity. However, this kind of aircraft has a lack of stability due to the absence of vertical tail. Several studies of stability were already realized on reduced size models of BWB, but there is no study on a 200 passengers BWB. That's why, the main objective of this present study is to integrate the engines and theirs pylons into the existing conceptual design of the BWB to analyze of their impact on its static and dynamic stability over the flight envelope. The conception of the BWB was realized with the platform of design CEASIOM. The airplane, the engines and theirs pylons were obtained in the geometrical module AcBuilder of CEASIOM. The various aerodynamic coefficients are calculated thanks to Tornado program. These coefficients allow realizing the calculations of stability, in particular with the longitudinal and lateral matrices of stability. Afterward, the BWB flight envelope is created based on aeronautical data of a similar airplane, the Airbus A320. From this flight envelope, we get back several thousand possible points of flight. The last step is to check the static and dynamic stability, using the longitudinal and lateral matrices of stability and the Flying Qualities Requirements, for every point of flight. To validate our study of stability, the already existing studies of stability of the Boeing 747 will be used and compared with our model.