Introduction

  

    Dans le cadre du projet Kepplair Evolution, l'avion est capable de transporter et de larguer 30 000 litres de retardant (liquide rouge brique soluble dans l'eau) permettant de stopper la propagation des feux . L'A310 est doté de 4 réservoirs contenant 7500 litres de liquide chacun et installés dans le pont inférieur et/ou dans le pont passager.

    Le but de notre étude est de définir la configuration optimale permettant la vidange des réservoirs en un temps de 8 secondes.

 

La problématique

   

     La problématique soulevée est celle de la vidange d'un réservoir de retardant dans une durée d'environ 8 secondes. Ce chiffre émane d'une étude réalisée par Dr Dominique LEGENDRE, ce chiffrre garantit un étalement optimal du jet sur la surface de l'incendie sans que l'impact du jet sur le sol et la végétation dessus soit néfaste.

       La forme et dimensions des containers figurent ci-dessous:

 

                        

    Un système de largage sous pression a été choisi pour la vidange des réservoirs vu qu'il permet de contrôler la chute du retardant et que l'empreinte au sol est deux fois plus large que celle d'un largage par gravité et permet en conséquence de larguer à une altitude plus élevée. Le système consiste à prélever de l’air dynamique sous pression –par le biais d'entrées d'air à volet réglable – afin de compresser le retardant dans le réservoir puis de l’expulser vers le sol à haute vitesse.

        Le choix d'une seul sortie est important pour deux raisons fondamentales :

               - Il est très coûteux d'avoir deux sorties dans le réservoir.

               - Deux sorties dans le réservoir changera la performance aérodynamique externe de l'avion et sa réalisation nécessite une étude aérodynamique du fuselage de l'appareil car cela augmente la traînée et le frottement sur l'appareil et par suite sa consommation du carburant va augmenter.

              Le système est représenté schématiquement ci-dessous:

                                                    

                         

Les objectifs

   

    Le but principal de l'étude est de déterminer les paramètres influant la vidange, à savoir la géométrie du réservoir (nombre et configuration des arrivées d'air), les propriétés du retardant (viscosité dynamique), la condition en entrée (débit d'air imposé et pression imposée), la longueur du canal d'éjection ( réservoir se situant dans la soute ou sur le pont passager) ainsi que la configuration optimale de ces paramètres-là afin d'obtenir un largage en 8 secondes, sans oublier l'étude du comportement des fluides (retardant, air pressurisant) pendant le largage.

    Il a été convenu de traiter la problématique sous l'angle de deux approches : la théorie; se basant sur le modèle de Bernoulli, et la CFD par le biais de deux logiciels de calcul numérique en Mécanique Des Fluides ANSYS FLUENT et NEPTUNE_CFD.

   Dans un premier temps, une étude théorique du problème bidimensionnel sera détaillée, ensuite on présentera l'étude CFD sur le deux logiciels choisis: pre-processing (géométrie, maillage et mise en place des simulations), post-processing et exploitation des résultats.