50 ans de recherches de lOnera pour les avions (1946-1995)*par Jean-Pierre Marec**pour accder aux commentaires, cliquez sur le pictogramme en haut gauche de chaque diapo

Confrence AAO (15/03/10)

COMAEROComit pour lhistoire de laronautique DGA/CHEAr/Dpartement histoire/COMAERO Prsid par E. Blanc (ex DGA) 24 membres, dont Onera : M. Bnichou, J. Carpentier, J.-P. Marec 8 Rencontres ( lENSTA) Ouvrages parus (cf : www.chear.defense.gouv.fr) A paratre : Introduction Centres et moyens dessais Electronique Hlicoptres Missiles tactiques Espace Missiles balistiques Formation (Ecoles) Equipements aronautiques Avions civils Moteurs aronautiques Armements aronautiques (hors missiles) Trains datterrissage et systmes associs Avions militaires Etudes et recherches Missiles statoracteurs ASMP AIA : Ateliers de maintenance industrielle de laronautique Navigabilit

Cration et statut de lONERALoi du 3 mai 1946 : Rassembler au sein dun organisme public lensemble des moyens de recherche appartenant lEtat : SRA (Service de recherches aronautiques du ministre de lAir) Annexe du SRA Meudon (Parc aronautique de Chalais-Meudon) ERA -> ERAT (Etablissement de recherches aronautiques de Toulouse, qui repassera sous la coupe de la DTIA et deviendra lEAT en 1949, et le CEAT en 1965) Soufflerie de Cannes (SNCASO) Laboratoire dessais arodynamiques dAlger-Maison Blanche Etablissements du GRA (Groupement franais pour le dveloppement des recherches aronautiques) - IMFL (Institut de mcanique des fluides de Lille) - Laboratoire dtudes des carburants de remplacement dArles - Station dessais de givrage du Mont Lachat (Savoie) - Centre de recherches arodynamiques de Toulouse

Total ~ 1000 personnes

Onera : Etablissement public, scientifique et technique, caractre industriel et commercial, dot de lautonomie financire, plac sous lautorit du ministre des Armes Mission : dvelopper, orienter, coordonner les recherches scientifiques et techniques dans le domaine aronautique (et spatial, 1963)

Le centre franais de recherche aospatialeForce dinnovation, dexpertise et de prospective pour lindustrie, ltat et lEurope

pic cr en 1946 Tutelle du ministre de la Dfense 2 048 personnes 215 doctorants et post-doctorants 202 M de budget 35 M dinvestissements 61 % dactivit contractuelle 1er parc de souffleries en Europe Un institut labellis Carnot

4

Recherches appliques es h rc e h e as ec e b R d es es lin u cip tifiq is n D ie LOnera, un pont entre sc UNIVERSIT CNRS

Pa d rtic ve ipa lop tio pe n a me ux nt Fin s (P ali r o t du s its )

INDUSTRIE UTILISATEURS

LOnera proche de ses partenaires industrielsNord-Pas-de-Calais 100 personnes Dassault Ile-de-France 1293 personnes EADS Thales Dassault MBDA SNPE Groupe Safran Ple Astech Bruxelles UE ADE Cologne ETW

(1946,1983) (1948) (1958)Chtillon

Lille

(1946)

Meudon

Palaiseau

Modane-Avrieux

(1946)

Rhne-Alpes Midi-Pyrnes 161 personnes 451 personnes Toulouse (1968) Airbus Salon de Provence (1992) Thales Dassault Provence-Alpes-Cte dAzur EADS Astrium Fauga-Mauzac 43 personnes Thales Alenia Space Eurocopter - Dassault - Ple Pegase (1973) Groupe Safran Ple Aerospace ValleyGrandes souffleries 6

Les recherchesQuelques problmes (avions) Couche limite Transsonique, Mur du son Evaluation / rduction de la trane Flottement Vol grande incidence, vrille Vol en turbulence Moyens de recherche et dessais Objectifs Performances Scurit Environnement Cots

Disciplines scientifiques Mcanique des fluides et nergtique Matriaux et structures Physique Traitement de linformation et systmes

Finalits (produits) Aronautique Avions Hlicoptres Turbomachines Equipements Missiles et systmes militaires Espace

Calcul

Dualit en arodynamique avionsLes moyens de recherche

Exprimentation

Tunnels hydrodynamiques

Cuves rholectriques (1932, 1950)

Chtillon (1951)

Souffleries de recherche

Cert (1991)

Modles

Rseaux lectriques

S3Ch (1949)

S5Ch (1953)

Validation

Ordinateurs (1960, 1980)

T2 (1974)

F2 (1983)

Arodynamique

Les cahiers darodynamique (1945)

Quelques arodynamiciens de lOnera (1960)

Couche limite==> TRANSITION

Reynolds : Re = VL / : masse volumique V : vitesse L : dimension : viscosit

f (z)Incompressible : = Cte Irrotationnel : rot V = 0 div

R

= Cte = Cte B

V=0

=0 V = grad Potentiel

Non visqueux : V.n = d/dn = 0 sur lobstacle Plan : z = x + iy,

A

f(z) = + i Courant =0

f(z) = u iv,

Transformation conforme Z = F (z) (Joukovski) R = A B

V

+

+

Uniforme f(z) = Vz

Doublet f(z) = D/z

Tourbillon f(z) = (i/2) Log z

Cuve rholectrique V = grad ---> = 0 div V = 0 = 0 R V B Arodynamique Electricit I = - (1/) grad V ---> V = 0 div I = 0 Conducteur Isolant B Sonde V V = Cte

= Cte

Cuve bidimensionnelle

Cuve tridimensionnelle

AERODYNAMIQUE : CALCULS1- Cuve rholectrique 2D 13- Simulation de la turbulence

132- Cuve 3D

12- Navier-Stokes

12 10 73- Singularits

11 8 5 1 9 6 2

19 853 4

11- Couplage

4- Singularits

10- Couplage (tremblement)

5- Potentiel (lments finis)

6- Potentiel (diffrences finies)

7- Euler (volumes finis)

8- Euler(diffrences finies)

9- Euler

SimilitudeVol Avion V Soufflerie Maquette V Ventilateur

L

L

Paroi

Mach : M = V/a Reynolds : Re : VL / V : vitesse a : clrit du son : masse volumique L : dimension : viscosit Vrins

permable (S8Ch)

adaptable (S3Ch, T2)

Tunnel hydrodynamique

Filets colors

Tunnels de Chtillon

Filets colors + bulles

Centre de MeudonS1Ch

AT Y

Meudon et larostation

LEntreprenant au sige de Mayence (1795)

Hangar Y (1880)

La France (Renard et Krebs, 1884)

Ballon Caquot (1915)

Ferber Meudon

Le capitaine Ferber

LArodrome 2

Vol plan

Aroplane 6 bis (1905)

Soufflerie S1Ch de Meudon (1935)

70 m/s V= 50 m/s

Herg sest tromp ! Entre du diffuseur 16 m x 8 m Ventilateurs 6 000 CV

Construction de la soufflerie S1Ch

Chantier en 1933

Modification de la partie amont (1950)

Exemples dessais S1Ch

Pou du ciel (1936)

Morane Saulnier 315 (1937)

Breguet 941 (1960)

Aile Rogallo (1976)

Le mur du son

Subsonique M1

Passage du mur du sonSoufflerie Vol

R1Ch

Strioscopie interfrentielle en transsonique M < 1 Mystre II S5Ch (1950)

F/A-18 Hornet en transsonique M < 1 (07/07/1999)

Amlioration de la stabilit de route du Gerfaut II en transsonique

Centre de Modane-Avrieux

Soufflerie transsonique S1MA (1952)

Section veine dessais : =8m

Vannes de guidage de lcoulement ( = 24 m)

Ventilateurs ( = 15 m, 88 MW)

Evaluation/rduction de la trane

Evaluation/rduction de la trane de frottement TRANSITION

Reynolds : Re = VL /

Centre du Fauga-Mauzac (1973)

Construction de la soufflerie F1 du Fauga

Chantier en juin 1975

Soufflerie subsonique pressurise (4 bar) F1 du Fauga-Mauzac (1977)V = 125 m/s

Prparation dun essai sur une palette

Soufflerie T2 du Centre de Toulouse (1974) Transsonique (M = 0,8) A induction Pressurise (3,5 bar) Parois adaptables Cryognique (1981) Reynolds : Re = VL/ 30 x 106 T ==> et ==> Re

T2

Etude darrire-corps

Soufflerie transsonique cryognique europenne ETW (1995)

Laminaritnaturelle hybride (aspiration)

Soufflerie (ELFIN S1MA)

Vol

Nageoire Falcon 50

Drive laminaire A320

Rduction de la trane de frottement turbulentSoufflerie Riblets T2

S1MA

Vol (A320)

Flottement (flutter)Vol Principe R V + Torsion Profil R Flexion [ Planeur SB9 document DLR] Voir la vido Aile

Modes de vibrationCalcul Essai au sol Aile

Avion

[Calcul Dassault]

Analyse modale

ArolasticitCalcul Soufflerie

Vol

Impulseurs propergol solide sur aile de Concorde

Alphajet avec charges dans S2MA (1974)

Ailette excitatrice en bout daile dA300

Vol grande incidence

Centre de Lille (IMFL)

Soufflerie verticale SV4

Vrille libre

Balance rotative ( tournebroche )

Vol en turbulence

Catapulte B10 de lIMFL

Essai dune maquette davion daffaires TGA (Trs Grand Allongement) au banc B10 , avec rafales verticales (1982-1989)

Essais davions militaires (1)en soufflerie en vol au CRV (1946-1956)

Largage de verrire de Fouga S1MA (1955)

Mystre II (1956)

Griffon M = 0,7 S1MA (1956)

Essais davions militaires (2)

Breguet Aliz dans S1MA (1960)

Visibilit travers le pare-brise du Mirage IV par temps de pluie, dans S1MA (1963)

Mirage III V dans S1MA (1964)

Givrage du radme du Transall dans S1MA (1967)

Essais davions militaires (3)Flottement

Mirage F1 avec charges dans S2MA (1976)

Mirage 2000 dans S2MA

Tir

AS 30 sous Jaguar dans S3MA (1969)

ASMP sous Mirage 2000 dans S2MA (1978)

BB Rapace S2Ch

Rapace F1

Prise dair (Prigord F1)

Arrire-corps bituyre

Tournebroche (IMFL)

RECHERCHE APPLIQUEE

RAFALECalculs

Vrille (IMFL)

RECHERCHE DE BASE

Turbulence (Astre S3Ch)

Ecoulements tourbillonnaires

PARTICIPATION AU DEVELOPPEMENT

Catapulte (IMFL)

S1Ma

Grande incidence (F1)

S2MA

Prise dair (S2MA)

Arrire-corps(S2MA)

Mesure de SER (S1Ch)

Aile delta

ATSF

Flottement en vol

S3MA

CONCORDE

S2MA Cuve rholectrique

Et aussi : Tuyres Matriaux Nuisances (bruit, bang, NOx). Aile gothique flamboyante

Givrage (S1MA)

Strioscopie (R1Ch)

Entre dair (S5Ch)

Echauffement cintique (D6 au CEM)

S1Ch

Essais davions civils

Pluie sur pare-brise de Caravelle S1Ch (1957)

Mercure dans S1MA (1972)

ATR 42 dans F1

Falcon 20X dans S1MA (1979)

Essais industriels CAG. Avionique modulaire Profils - Hypersustentation A340 F1 A320 S1MA

AIRBUS

Foudroiement (CEAT) Intgration motrice

Trane induite

Tourbillons de sillage (IMFL)

Laminarit (S1MA)

Riblets (S1MA)

Analyse modale

Flottement en vol

Crash (IMFL)