Test de flottement aéroélastique

Qu'est-ce que le flottement aéroélastique ?

Le test de flottement aéroélastique est un test de contrainte important pendant la phase d'essai de tout nouvel aéronef. Il est d'abord effectué comme un essai de vibration au sol (en anglais : « ground vibration test », ou GVT), puis comme un essai de vibration en vol (en anglais : « flight vibration test », ou FVT). Le test de flottement aéroélastique fournit la preuve de la résistance de la structure et de la stabilité de l'avion contre le flottement aéroélastique et constitue une condition préalable importante pour la certification de sa capacité de vol ainsi que son autorisation de vol. 

Quel est le rôle du flottement aéroélastique concernant la confirmation de la sécurité d'un aéronef ?

Le test de flottement aéroélastique a pour objectif de déterminer le comportement structurel d'un aéronef lorsqu'il est soumis à des charges aérodynamiques, et de vérifier que ce comportement est conforme au calcul réalisé au préalable concernant le flottement aéroélastique. Le flottement aéroélastique désigne les vibrations générées de façon autonome du fait de la vitesse de l'écoulement de l'aile. Elles sont causées par l'interaction des forces aérodynamiques et élastiques ainsi que des forces inertielles. Le flottement aéroélastique peut endommager la structure, risquant alors d'entraîner un accident. Étant donné que le flottement aéroélastique se produit toujours à partir d'une certaine vitesse, cette vitesse limite permet de déterminer la plage de fonctionnement sûre. 

Quelles sont les mesures requises vis-à-vis du flottement aéroélastique ?

Avant le premier vol, il est nécessaire de déterminer les vitesses critiques auxquelles un avion est sujet au flottement aéroélastique. Les opérations suivantes sont effectuées dans cet ordre :

  • Calcul du flottement aéroélastique à partir de modèles informatiques spécialement développés pour la structure et l'aérodynamique des aéronefs
  • Vérification des modèles à l'aide de l'essai de vibration au sol (en anglais : « ground vibration test », ou GVT)
  • Vérification des modèles à l'aide de l'essai de vibration en vol (en anglais : « flight vibration test », ou FVT)

À quoi servent les données obtenues lors de l'essai de vibration au sol ?

Les données obtenues lors de l'essai de vibration au sol constituent une base pour les points suivants :

  • Analyse du flottement aéroélastique
  • Vérification/amélioration des modèles mathématiques informatiques pour l'aérodynamique
  • Prédiction fiable du comportement structurel en vol

Comment les données permettant de déterminer la stabilité aéroélastique sont-elles obtenues lors du test de flottement aéroélastique ?

Pour ce test, l'avion est équipé de centaines de capteurs d'accélération. Des forces alternées sont appliquées au moyen de nombreux agitateurs électrodynamiques (actionneurs) pour mettre l'avion en vibration. Les capteurs d'accélération mesurent le comportement dynamique de la structure. Afin de simuler les différentes conditions de charge qui peuvent se produire dans différentes situations de vol, plusieurs configurations d'essai au sol sont testées. 

Comment le flottement aéroélastique est-il testé lors de l'essai en vol ?

La tendance au flottement aéroélastique de l'aéronef doit être testée en conditions de vol. Pendant le test en vol, le pilote d'essai doit essayer de stimuler le flottement. Il s'approche progressivement de la plage de vitesse déterminée à laquelle un flottement aéroélastique est susceptible de survenir. Une fois l'essai terminé, l'avion est soumis à un contrôle minutieux afin de déceler tout dommage. 

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