Une entrée d'air optimisée avec débit moteur ajusté sous la contrainte d'ingestion de couche limite

Le concept de l'avion à aile fusionnée offre la possibilité de positionner les moteurs en arrière de l'avion et selon une configuration classique (avec nacelle et mât réacteur) ou selon une configuration dans laquelle le mât réacteur est supprimé. Dans ce cas, une partie de la couche limite produite par l'aile est ingérée par le moteur. Cette configuration offre plusieurs avantages qui la rendent très intéressante et peut permettre d'augmenter l'efficacité propulsive des moteurs. Cependant, la configuration avec ingestion de couche limite possède des inconvénients majeurs comme la non-uniformité de l'écoulement au sein du diffuseur. L'intégration de la motorisation est donc complexe pour cette configuration à cause du fort couplage qui existe entre l'aérodynamisme de l'avion et le système de propulsion. Le présent mémoire vise à améliorer la compréhension de l'impact de l'ingestion de la couche limite sur l'efficacité du système de propulsion, par le biais d'une étude paramétrique. En particulier, nous étudierons la forme du diffuseur qui permet de diminuer la distorsion de pression totale au niveau de la soufflante et de réduire la consommation de carburant. Ces deux phénomènes sont les principaux facteurs retenus dans la présente recherche et leur évaluation nécessite l'utilisation des analyses à haute-fidélité. Dans un premier temps, cette étude a été réalisée sur une configuration classique (sans mât réacteur) pour être en mesure de comparer la pression de recouvrement, la distorsion et la traînée bélier pour les deux configurations. La présente étude est réalisée sur une aile à section constante, c'est-à-dire sans les effets 3D d'un avion à aile fusionnée. Une paramétrisation du diffuseur a été effectuée afin de pouvoir analyser l'influence qu'ont certains paramètres sur les facteurs retenus. Une boucle d'analyse a ensuite été créée dans le cadre de cette étude, basée sur les plans d'expériences et les surfaces de réponse. Un module thermodynamique a été intégré directement dans le solveur (via les UDF - User Defined Functions) afin de calculer la consommation de carburant.L'analyse des résultats a montré que des longs diffuseurs qui ingèrent moins de couche limite possèdent de meilleures caractéristiques en termes de distorsion et de consommation de carburant.