Face à l’accroissement du trafic aérien, et pour répondre aux normes imposées par l’Europe, les avionneurs doivent innover pour réduire la consommation de carburant. L’ONERA, dont le rôle est de repousser les frontières de la connaissance pour accompagner les industriels, étudie l’une des pistes prometteuses : la propulsion électrique distribuée.
Un concept innovant
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Découvrez la maquette sur le stand ONERA du Bourget Hall 2A – stand C271 et rencontrez ses experts. |
DRAGON vise à évaluer les avantages et les inconvénients de la propulsion électrique distribuée pour un avion de ligne (150 passagers et une vitesse de croisière autour de Mach 0.8).
Comment ? En répartissant la poussée, via un grand nombre de fan carénés électriques placés sous chaque aile, ce qui améliore le rendement propulsif. Les moteurs électriques sont alimentés par de l’électricité produite par des turbines situées à l’arrière de l’appareil. Il s’agit d’une technologie de propulsion hybride, puisque le kérosène embarqué serait transformé en électricité.
Par rapport à un avion de ligne mis en service en 2014, l’intégration de la propulsion électrique
distribuée, associée aux évolutions attendues des composants de l’avion à horizon 2035, permettrait de réduire de plus de 25 % la consommation de kérosène pour un vol de 800 nm (1400 km).
Les bénéfices associés à la propulsion électrique seule, se situent entre 5 et 10 %.
Pour mieux comprendre les phénomènes physiques en jeu, des modélisations et simulations numériques sont effectuées grâce aux différents codes de calculs développés par l'ONERA : la plateforme logicielle elsA pour l'aérodynamique, l'aérothermique et l'acoustique, la chaîne de calcul CAPRI pour l’aéroélasticité, et le programme MYSTIC pour l’évaluation de l’avion complet.
Les gains associés à cette technologie estimés via les outils numériques pourraient être consolidés dans le futur grâce à des campagnes d’essais en soufflerie.
Une équipe d’experts multidisciplinaires
Lors de l’évaluation d’une nouvelle technologie telle que la propulsion électrique distribuée, il est important de prendre en compte toutes les interactions possibles entre les différentes disciplines et les différents systèmes de l’avion. La configuration DRAGON a donc été définie grâce à de nombreux échanges et itérations entre les ingénieurs de recherche de l’ONERA, chacun amenant son expertise. Au global, les analyses multidisciplinaires concernent 9 unités réparties dans 5 départements : DAAA (Aérodynamique, aéroélasticité, acoustique), DEMR (Électromagnétisme et radar), DMAS (Matériaux et Structures), DMPE (Multi-physique pour l'énergétique) et DTIS (Traitement de l'information et systèmes).
L’ONERA, maturateur de technologies
Dès 2017, l’ONERA présentait le projet AMPERE : un démonstrateur d'avion régional à propulsion électrique distribuée, permettant de transporter de 4 à 6 personnes, sur 500 km, en 2 heures. Grâce à sa voilure soufflée, cet avion permettait un décollage sur de très courtes distances.
Dans la lignée de ce projet qui a permis l’acquisition d’une base de données expérimentales importante, les recherches menées autour de la configuration DRAGON depuis 2016 sont financées par la Commission européenne dans le cadre de plate-forme Large Passenger Aircraft Innovative Aircraft Demonstrator Platform du projet Cleansky2, plate-forme coordonnée par Airbus Commercial Aircraft.
Les résultats permettront de préparer au mieux l’intégration de cette technologie sur un avion futur pour une entrée en service après 2035.
