LiveZilla Live Chat Software

Constellation, le dépôt institutionnel de l'Université du Québec à Chicoutimi

Étude de la perte de portance due à la contamination des fluides antigivres par la dilution de la bruine verglacante

Bourbonnais Martin. (1997). Étude de la perte de portance due à la contamination des fluides antigivres par la dilution de la bruine verglacante. Mémoire de maîtrise, Université du Québec à Chicoutimi.

[img]
Prévisualisation
PDF
4MB

Résumé

L'accumulation de givre sur les diverses composantes d'un avion en attente au sol peut causer des pertes de performances aérodynamiques au décollage qui dans nombre de cas se sont avérées néfastes.

L'avènement des fluides antigivre, afin de protéger les surfaces portantes de la précipitation a permis de réduire de beaucoup les pertes de portance. Toutefois, des tests en soufflerie réfrigérée dans des conditions de dilution homogène ( eau diluée préalablement au fluide protecteur) ont montré que les résidus de fluide protecteurs eux-mêmes induisent une perte de portance au décollage. Ces pertes sont toutefois acceptables pour un taux inférieur à 5% en vertu de la marge de manoeuvre du pilote et de leur effet temporaire.

Cependant dans le cas du vol réel, il s'agit plutôt d'une dilution dynamique, c'est-à-dire que la précipitation vient se diluer dans un fluide concentré. Au basses températures (-20°C) il y a formation d'une mince strate glaciale au dessus du fluide protecteur ce qui est susceptible d'engendrer une perte accrue de portance par rapport à la dilution homogène.

Afin de caractériser ces pertes de portance, il a fallu mettre en place une infrastructure expérimentale. Il y a la conception et la réalisation d'une balance aérodynamique basée sur la théorie des déformations élastiques mesurées par jauges de contraintes. Elle possède une ossature rigide tout en étant dotée d'une bonne sensibilité. Il y a la minimisation des effets de parois latérales par l'implantation de murs de séparation qui permettent la bidimensionnalisation du modèle d'aile. Les effets des parois supérieure et inférieure furent compensés par un terme correctif appliqué sur les coefficients de portance. Il y a également l'instauration d'un système de gicleurs simulant la bruine verglaçante de 200 fim de diamètre pouvant opérer jusqu'à - 20 °C. Le tout est géré par un logiciel d'application réalisé par certains membres du LIMA.

La simulation en soufflerie fût réalisée sur un modèle symétrique NACA 0018 bidimensionnel. Les tests furent effectués pour une densité de précipitation relativement forte (28,5 g/dm2h) à deux températures (-10°C, -20°C), deux taux de dilution (15%, 30%) et ce pour trois fluides commerciaux de rhéologie non-newtonienne.

Le décollage est simulé à l'aide d'une rampe d'accélération de 2,6 m/s2 dans un l'intervalle de vitesse 2 < U < 50 m/s. La rotation de l'aile débute à 40 m/s et elle tourne au taux de 2.9 °/s. Dans chaque condition, trois tests ont été effectués: un test à sec (Courbe de référence), un test en dilution dynamique et un dernier en dilution homogène.

À - 20°C et à 30% de dilution, les résultats obtenus pour des angles utilisés lors du décollage (1 à 8°) démontrent une perte de portance accrue pour la dilution dynamique en comparaison à la dilution homogène et ce pour chaque fluide. Les pertes de portance à CLmax dépassent largement la norme de sécurité de 5%. À -10°C, il n'y a pas de perte de portance significative par rapport au test à sec.

On conclue que les fluides anti-givres sont efficaces dans bon nombre de situations. Toutefois, le mode de dilution dynamique qui s'apparente au vol réel démontre que l'utilisation de chacun de ces fluides est inacceptable au point de vue des normes de sécurité dans les conditions extrêmes de forte précipitation à basse température.

Type de document:Thèse ou mémoire de l'UQAC (Mémoire de maîtrise)
Date:1997
Lieu de publication:Chicoutimi
Programme d'étude:Maîtrise en ingénierie
Nombre de pages:1347
ISBN:1412307562
Identifiant unique:10.1522/10983747
Sujets:Sciences naturelles et génie > Génie > Génie mécanique
Département, module, service et unité de recherche:Départements et modules > Département des sciences appliquées > Programmes d'études de cycles supérieurs en ingénierie
Directeur(s), Co-directeur(s) et responsable(s):Bouchard, Gilles
Mots-clés:Aérodynamique, Antigels, Avions--Ailes, Mécanique des fluides, Glace--Prévention, Aerodynamics, Antifreeze solutions, Airplanes--Wings, Fluid mechanics, Ice prevention, THESE, AERODYNAMISME, AERONEF, AILE, ANTIGIVRE, AVION, BRUINE, CONTAMINATION, DEGIVRAGE, DILUTION, DYNAMIQUE, FLUIDE, PERTE, PORTANCE, SIMULATION, VERGLACANTE, VOL
Déposé le:01 janv. 1997 12:34
Dernière modification:03 juin 2011 13:55
Afficher les statistiques de telechargements

Éditer le document (administrateurs uniquement)

Creative Commons LicenseSauf indication contraire, les documents archivés dans Constellation sont rendus disponibles selon les termes de la licence Creative Commons "Paternité, pas d'utilisation commerciale, pas de modification" 2.5 Canada.

Bibliothèque Paul-Émile-Boulet, UQAC
555, boulevard de l'Université
Chicoutimi (Québec)  CANADA G7H 2B1
418 545-5011, poste 5630