Présentation


Étude d'un système reproduisant les conditions de vol dans un nuage de cendres


 

Airbus a réalisé en 2011, dans le cadre d'un BEI, un projet similaire à notre étude concernant la reproduction des conditions de givrage sur les avions en vol dans le but d'inventer un dispositif permettant de créer un nuage de givre pour mieux appréhender le comportement d'un avion dans une telle situation. Le sujet du BEI 2012 consiste à élaborer un dispositif permettant de créer un nuage de cendre de manière contrôlée.

Contexte

Le 20 mars 2010, l'éruption du volcan islandais Eyjafjöll a provoqué un important nuage de cendres se dispersant au dessus de toute l'Europe du Nord et affectant le trafic aérien. Les particules de cendres s'avèrent dangereuses pour le fonctionnement des avions car elles peuvent bloquer les réacteurs. Les nuages de cendres sont composés de particules de silicates et de vapeur d'eau. Lorsque la cendre est aspirée par le réacteur, elle atteint directement la chambre de combustion dont la température nominale de fonctionnement est d'environ 1400°C. Les particules fondent lorsque une température de 1100°C est atteinte. Les cendres forment une pâte vitrifiée de quelques millimètres sur les aubes de la turbine pouvant faire flamber le moteur.

D'autres risques sont aussi à prendre en compte tels que la diminution de la visibilité ou le fort effet abrasif des roches pilées composant les cendres et qui conduit à l'érosion des pièces de l'avion. De plus, les systèmes de filtration ne permettent pas de filtrer les particules de petits diamètres et ces dernières peuvent contaminer les systèmes de refroidissement ainsi que les unités électrique. 

Problématique

Notre étude consiste à dimensionner un dispositif permettant la modélisation d'un nuage de cendres. L'extrémité de ce dernier sera raccroché directement au fuselage d'un avion tanker circulant à 10km d'altitude et à une vitesse de 900km/h. Nous allons réutiliser le même type de spray away, permettant de disperser les cendres dans l'atmosphère, que celui proposé lors du BEI 2011 Reproduction des conditions de givrage sur les avions en vol.

Photo du spray array raccordé au fuselage de l'avion tanker

Le but de cette étude est de recréer un environnement contrôlé qui puisse générer un nuage de cendres dont les propriétés sont proches de celles rencontrées dans la réalité.