INTRODUCTION
Depuis les années 1945 avec l'apparition des appareils
tels que le Lockheed Constellation, le Douglas DC-6,
Vickers Viscount ou encore le de Havilland Comet, la forme en
« tube et aile (TAW) » des avions de ligne n'a quasiment pas
changé (Reist et al, 2013). Toutefois, avec l'évolution de la
recherche dans les domaines aéronautique et spatial à l'instar de
l'aérodynamique, du calcul des structures, de
l'aéroélasticité et de l'informatique, ces appareils n'ont
cessé d'être améliorés. De manière
spécifique, les améliorations de performances des avions de ligne
conventionnels sont venues de modifications apportées à la
conception aérodynamique (utilisation d'ailettes et de profils
aérodynamiques supercritiques), à l'utilisation de
matériaux hautes performances et à la construction des moteurs
économes en carburant (Reist et al, 2013). Cependant, bien que les
concepteurs d'avions TAW s'appuient sur le retour d'expérience
acquis pendant de décennies de recherche sur cette configuration, il est
aujourd'hui peu probable que des gains significatifs puissent être
obtenus, à moins que des technologies radicalement nouvelles ne soient
utilisées (van et al, 2014). Les constructeurs aéronautiques et
la communauté scientifique réfléchissent donc à de
nouvelles configurations d'aéronefs à l'instar des avions
à fuselage intégré, plus connus sous le nom de Blended
Wing Body (BWB). Cette configuration d'avion présente une
efficacité aérodynamique élevée et des
caractéristiques respectueuses de l'environnement; c'est la raison pour
laquelle elle est généralement considérée comme
l'une des configurations présentant le plus de potentiel pour la
nouvelle génération d'avions civils (Liebeck, 2004 ; Okonkwo,
20016).
Dans l'optique d'apporter une contribution à la
recherche sur les BWB, un projet de conception d'un avion de ligne
moyen-courrier à fuselage intégré a vu le jour au
département de génie mécanique de l'École de
Technologie Supérieure, avec les travaux de Velazquez (2020) et
Delacroix (2017). Ces travaux ont conduit à l'obtention des premiers
designs conceptuels de l'avion, ainsi qu'à la détermination de
ses caractéristiques aérodynamiques (coefficient de
traînée à portance nulle, coefficient de portance, etc.).
Faisant suite aux travaux de ces derniers, ce projet a pour objectif de
compléter le design de l'avion d'une part et d'évaluation ses
performances à haute et à basse vitesse d'autre part.
Spécifiquement, le projet consistera à :
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déterminer la masse détaillée de
l'appareil, dimensionner le groupe de propulsion, dimensionner les surfaces
verticales et le train d'atterrissage, estimer les distances de
décollage et d'atterrissage, évaluer les performances en
montée et en descente, déterminer le facteur de charge et le
domaine de vol, analyser la stabilité de l'appareil pour finir.
Afin de parachever les objectifs précédents, le
présent travail sera organisé en quatre chapitres s'articulant
comme suit :
Le chapitre 1 réservé à la revue de la
littérature permettra de présenter le concept de
Blended-Wing-Body (BWB), sa genèse et son évolution. Par la suite
le design du BWB objet de ce projet sera présenté. Le chapitre 2
intitulé « méthodologie de prédiction de la masse et
des performances du BWB » sera réservé à la
présentation de toutes les méthodes et démarches
utilisées dans ce travail pour estimer la masse de l'avion, dimensionner
le groupe de propulsion et l'empennage vertical d'une part, et d'autre part
évaluer les performances de l'appareil à basse et à haute
vitesse au regard de la mission et des requis à satisfaire. Le chapitre
3 sera réservé à la présentation et la discussion
des résultats de l'estimation de la masse de l'avion, du design du
groupe de propulsion et des surfaces verticales, puis de l'évaluation
des performances de l'appareil en comparaison avec les avions existants. Le
chapitre 4 pour finir traitera du centrage des masses et de l'analyse de la
stabilité statique de l'appareil, avec les moteurs, les surfaces
verticales et le train d'atterrissage positionnés. Par la suite, les
dessins du design actualisé de l'avion seront présentés et
commentés.
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