Définition d’un avion et de son aile

Définition d’un avion et de son aile 

Dans la conception d’un avion, la mission de l’avion est un paramètre fixe. TI faut définir la structure d’aile, de fuselage, de l’empennage, et des systèmes autour de ce paramètre. Dans cette section, la mission de l’avion, la géométrie du fuselage, de l’empennage et de l’ aile sont définis.

Détails du programme « Cas de Chargement » (LoadCases) 

Le programme «Cas de Chargement» a pour entrée deux fichiers : « InfoAvion.txt » et « lnfoAile.txt ».Le premier fichier fournit les caractéristiques de l’avion et de sa mission et le deuxième fichier fourni, les caractéristiques de l’ aile. Le programme «Cas de Chargement » produit à la sortie plusieurs groupes de trois fichiers représentant chacun un cas de chargement. Dans chaque groupe, le premier fichier, « InfoAero_xx.txt », sert d’entrée au programme pour le calcul des caractéristiques de l’écoulement aérodynamique et le deuxième fichier, « InfoGeomlnertie_xx.txt », contient des informations sur la géométrie de l’aile et les caractéristiques nécessaires aux calculs des charges inertielles. Le « _xx » dans le nom des fichiers représente un nombre permettant de regrouper ou de reconnaître les fichiers générés pour le même cas de chargement. Le troisième fichier, «WL_IO_Files.txt»,contient les noms des fichiers d’entrée et de sortie pour le programme «Chargement Aile » (WingLoad); les noms des fichiers sont groupés par cas de chargement.

Détails du programme « Chargement Aile » (WingLoad) 

Le programme « Chargement Aile » a pour entrée un fichier général et des groupes de deux fichiers. Le fichier général appelé « WL_IO_Files.txt » contient des groupes de trois noms de fichiers pour chaque cas de chargement. On a pour le programme «Chargement Aile», deux noms de fichiers numériques d’entrée et un nom du fichier de sortie désiré. Le premier fichier numérique d’un cas de chargement, appelé «InfoGeomlnertie_xx.txt », contient des informations sur la géométrie de l’aile et des caractéristiques nécessaires aux calculs des charges inertielles sur l’ aile. Le deuxième fichier numérique d’un cas de chargement, appelé « DataAero_xx.txt », contient la géométrie détaillée de l’aile ainsi que les coefficients de pression (Cp) calculés avec Fluent pour une certaine condition de vol. Chaque groupe de ces deux fichiers correspond à un cas spécifique de chargement. Le programme «Chargement Aile » (Wing Load) a le fichier numérique de sortie « WingLoad_xx.txt » (nom spécifié dans le fichier « WL_IO_Files.txt »). Chaque fichier contient les détails des charges sur l’aile (correspond a un seul cas de chargement) ainsi que les détails sur la géométrie de l’aile. Ces fichiers transférèrent l’information à l’étape de l’analyse de structure. Le programme « Chargement Aile » a pour sortie un deuxième fichier appelé « WL_liste.txt » qui contient la liste de tous les fichiers « WingLoad_xx.txt » générés et qui serviront des entrées à l’étape de l’analyse de structure.

Fichiers de transfert d’information

Les fichiers de transfert d’information sont tous des fichiers écrits en format ASCII. Tous les fichiers de transfert d’information ne sont que des données à l’exception des fichiers « WL_IO_Files.txt » et « WL_liste.txt ». Les noms des différents fichiers sont: InfoA vion. txt, InfoAile. txt, InfoGeomlnertie_xx. txt, InfoAero _xx. txt, DataAero _xx. txt, WindLoad_xx.txt, WL_IO_Files.txt, WL_liste.txt. La notation «_xx » représente les quinze cas de chargement définis, les fichiers portant le même numéro sont associés au même cas de chargement .

Définition géométrique de l’avion et ses composantes 

Le système d’unités et le système de référence 

Le système d’unités international a été considéré dans ce mémoire. Le système de référence est un système d’axes fixés à l’aile. Ce système de référence d’axes orthogonaux est défini comme suit:
• Le point d’origine se trouve à l’intersection du bord d’attaque de l’aile et du fuselage de l’avion (à la racine de l’aile);
• L’axe X est défini à partir du bord d’attaque et passe par le bord de fuite de l’aile, parallèle à l’axe de symétrie de l’avion vers la queue de l’avion;
• L’axe Y est défini à partir de la racine de l’aile, et pointe horizontalement vers le bout de l’aile;
• L’axe Z pointe verticalement vers le bas.

Définitions géométriques de l’aile 

L’aile est représentée par une suite de coupes parallèles au plan X-Z, allant de la racine de l’ aile vers le bout de l’aile. Les coupes, appelées « nervures », se trouvent localisées à des valeurs y = constant. Les points d’une nervure sont comptés dans l’ordre suivant: point de bord de fuite, extrados, bord d’attaque et intrados. Le nombre de points (80) sur une nervure reste le même pour toutes les nervures d’une aile. Une «bande» est définie comme étant la partie de l’ aile entre deux nervures. Les efforts aérodynamiques et inertiels associés à une bande sont rapportés sur un point de référence spécifique à chaque bande. Ce point se trouve à l’intersection de l’axe des y et de la nervure intérieure de la bande du côté de la racine de l’ aile. Les efforts inertiels associés à une certaine masse de bande ainsi que le centre de gravité (CG) sont rapportés à son point de référence. Ce transfert s’applique à toutes les bandes.

Modèle de l’atmosphère 

Dans les deux programmes (cas de chargement et chargement aile), les propriétés de l’atmosphère proviennent d’un modèle d’atmosphère standard. Pour la densité et la pression de l’air, des polynômes d’ordre 8 ont été dérivés à partir de valeurs numériques du tableau d’atmosphère standard allant de 0 à 18 900 d’altitude [rn]. La vitesse du son (a) à une altitude spécifique est calculée à partir de la pression et de la densité par interpolation dans ces tableaux atmosphériques [Réf.21]. Pour la température de l’air, on utilise la définition de l’atmosphère standard, c’est-à-dire un gradient constant entre l’altitude 0 rn et la tropopause (11 000 rn), et au-dessus de cette altitude la température reste constante.