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À LA POURSUITE DE L’AIRBUS – ÉCOLO

Sokolov V.

       Ñó÷àñí³ ñâ³òîâ³ ïîòðåáè âèìàãàþòü â³ä àâ³àêîíñòðóêòîð³â á³ëüø äîñêîíàëîãî ë³òàêà, ìåíø øóìíîãî òà åêîëîã³÷íî-÷èñòîãî. ˳òàê À380 ïîâí³ñòþ â³äïîâ³äຠöèì âèìîãàì. Ïåðøèé ïîë³ò éîãî â³äáóäåòüñÿ ó 2006 ðîö³. Âèêîðèñòàííÿ â éîãî êîíñòðóêö³¿ ñó÷àñíèõ òåõíîëîã³é äîçâîëèòü çíèçèòè åêñïëóàòàö³éí³ âèòðàòè íà 15 %. Ó êîíñòðóêö³³ âèêîðèñòîâóþºòüñÿ íå òðàäèö³éíèé àëþì³í³é, à âóãëåïëàñòèê, òîìó ëàéíåð çíà÷íî ëåãøå, í³æ, íàïðèêëàä, Áî¿íã. ˳òàê â³äïîâ³äຠñàìèì æîðñòêèì âèìîãàì ïî ð³âíþ çàáðóäíåííÿ àòìîñôåðè ï³ä ÷àñ çë³òó òà ïîñàäêè. Çà äîïîìîãè ëàéíåðà ïðèïóñêàºòüñÿ âèð³øèòè ïðîáëåìó ïåðåâàíòàæåííÿ àåðîïîðò³â. Òàêîæ À380 öå ëàéíåð âåëèêîþ ì³ñòêîñò³.

       Plus silencieux, moins polluants, les futurs avions devront satisfaire des impératifs écologiques toujours plus contraignants. Les constructeurs planchent sur l'avion "vert".
       Réduction du coût d'exploitation, meilleures performances en vol et sécurité accrue ne sont plus les principaux arguments de vente d'un avion de transport de passagers. Pour imposer leurs appareils, les constructeurs doivent désormais tenir compte des contraintes écologiques qui pèsent sur les compagnies aériennes. Ils s'efforcent donc de lutter contre la pollution par le dioxyde de carbone (qui participe à l'effet de serre) et de réduire le bruit aux alentours des aéroports.
       On estime que de 3 à 5 % des émissions de CO2 sont imputables à de l'activité des flottes mondiales d’avions commerciaux. Des flottes qui ne cessent pas croître: selon les prévisions établies par Àirbus Industrie dans un document intitulé "Global Market Forecast 2000-2019", le trafic passagers devrait progresser de plus de 5 % par an au cours des dix ans à venir, et de 4.6 % par an pour la décennie suivante. L'association internationale du transport aérien estime, quant à elle, que le trafic devrait être multiplié par 6.5 d’ici à 2050. Comment satisfaire la demande et, en même le temps, réduire la pollution? Les avions de grande capacité tels que le futur Airbus A380 ou, à plus long terme, l'aile volante représentent un compromis intéressant: ils consommeront moins de carburant par passager trasporté. Mais cela ne suffit pas. Les futurs appareils devront posséder à la fois des moteurs plus “propres” et moins bruyants et des formes aérodynamiques plus performantes, qui réduisent la consommation et atténuent le bruit des moteurs, notamment à l’atterrissage et au décollage.
       Airbus Industrie montre la voie et concoit des formules révolutionnaires: ailes rhombo¿dales triplan, empennage en V, empennage bi-dérive...

PERFORMANCES AMÉLIORÉES

       L’aile "rhombo¿dale" – en forme de losange -, dite aussi aile jointive, est la plus surprenante. L’appareil n’aura plus de plain fixe horizontal à l’arrière pour assurer la stabilité longitudinale et commander les manoeuvres de montée et de descente. On lui substituera une seconde aile, placée sur le dessus du fuselage. Parallèle à l’aile principale raccordée à la base du fuselage, elle sera légèrement décalée vers l’arrière. Deux cloisons verticales relieront ses deux plans de voilure. Les avantages sont multiples: la voilure est plus petite pour une portance équivalente - l’avion tiendra moins de place sur les aéroports- et l’ensemble de la voilure gagne en rigidité. L’appareil,moins lourd, consomme moins.
       Les ingénieurs ont aussi dessiné un triplan. Il conservera le classique empennage arriére, en plus petite,mais gagnera un empennage avant. L’action combinée des deux empennages assurant le contrôle longitudinal. Résultat: moins de traînée, une masse réduite, donc une moindre consommation de carburant. En outre, les performances de l’avion seront améliorées aux basses vitesses (décollage, approche, atterrissage), l’empennage avant fournissant alors un supllément de portance. La formule, plus souple, autorise des tailles de fuselage plus varies et des ailes plus courtes.

STRUCTURES ALLÉGÉES

       Plus pressant encore que la pollution, le bruit au voisinage des aéroports est une nuisance quotidienne. Les riverains et leurs représentants s’en plaignent avec insistance. Du coup, l’essentiel des efforts de recherche porte sur la reduction sonore au décollage et à l’atterrissage. Parallèlement aux efforts des motoristes pour diminuer l’effet sonore des gaz chauds qui sortent à grande vitesse de la tuyère, les avionneurs avancent des solutions prometteuses. Première formule envisagée: installer les moteurs au – dessus de l’aile afin d’atténuer la réflexion du bruit vers le sol. Il y a une vingtaine d’années, les Allemands avaient mis en service un avion de transport regional construit sur ce modèle, le VFW 614. La compagnie francaise Touraine Air Transport l’avait même utilisé pendant un temps. A l’époque, les motivations étaient différentes: il s’agissait d’avoir un train d’atterrissage de faible dimension et de protéger les moteurs contre les corps étrangers, cailloux et autres debris, lorsque l’avion utilisait des pistes sommairement aménagées, ce pour quoi était concu le VFW 614.Seconde formule: l’avion avec deux moteurs installés sur la partie arrière du fuselage. Dans la version dite à “empennage papillon”, comme sur l’ancien Fouga Magister francais, l’empennage prend la forme d’un V. Ce dispositif réduit la traînée aérodynamique et allege les structures, puisque l’on supprime une partie de l’empennage arrière. Il est utilisé à la fois pour le contrôle de direction, à la place de la derive verticale, et pour le contrôle longitidinal, à la place de l’empennage horizontal.

LES MEILLEURS COMPROMIS

       Mais surtout, les moteurs sont ainsi encadrés par l’empennage en V qui empêche le bruit de ce diriger vers le sol. La version à empennage bi – derive, elle, conserve un plan horizontal, mais avec une derive veerticale à chacune de ses extrémités. Ces surfaces font écran au bruit (important) que provoquent les gaz qui sortent de la tuyère. Le fuselage joue le même rôle pour le bruit du moteur proprement dit.
       Comme le souligne le Dr Rainer von Wrede, d’Airbus Industrie, "les nouveaux avions devront être tout à la fois moins bruyants, plus confortables, plus sûrs, plus économiques que les appareil qu’ils doivent remplacer". Aux constructeurs de trouver les meilleurs compromis possibles. Déjà, chaque nouvelle generation d’avions et de moteurs apporte son lot d’améliorations. C’est ainsi que la réelle diminution du bruit depuis l’instauration de nouvelles normes internationals au cours de la dernière décennie a permis d’étendre les zones constructibles près des aéroports. De nouveaux permis de construire ont été accordés. Mais le trafic augmente au fil des ans, et entraîne un accroissement global du bruit. Les riverains les plus proches protestent et réclament des mesures de limitation du trafic. Gestionnaires d’aéroports et companies aériennes se tournent alors vers les constructeurs et les motorists pour qu’ils mettent au point des moteurs et des avion mois bruyants. Et ainsi de suite...

LES AILES DE L’AVENIR

       La structure allégée des ailes jointives en trapeze permet de réduire la consommation de carburant. Les moteurs encastrés entreles deux plans de l’"empennage" (inaugeré sur un avion militaire, le Fouga Magister) atténuent le bruit.

TECHNIQUE ÉPROUVÉE

       Lorsque les moteurs sont places sur le ailes, celle – ci atténuent la réflexion au sol du bruit des gaz qui sortent de la tuyère.
       Une techenique déjà utilisée par les Allemands sur un avion de transport regional.

LONG – COURRIERS ET OZONE

       "Il y a dix ans, on soupconnait les avions de détruire la couche d’ozone qui protégé la Terre des rayonnements ultraviolets du soleil, souligne le Dr Rainer von Wrede, directeur "Environnement" d’Airbus Industrie. Aujourd’hui, on sait que dans certaines conditions, les gaz chauds émis par les moteurs, à haute altitude, peuvent, au contraire, favoriser la formation d’ozone..." L’accusation de destruction de la couche d’ozone par les avions qui volent à trés haute altitude ne semble, on sait que l’ozone formé par ces mêmes avions dans l’atmosphére ( jusqu’à 10 000 m) participe lui – même à l’effet de serre, au même titre que le gaz carbonique.

Ïåðâîèñòî÷íèê: Germain Chambost, À LA POURSUITE DE L’AIRBUS – ÉCOLO. Science&Vie, ¹ 1002, mars                                 2001


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