Simulation CFD pour la certification de l’installation d’une antenne satcom sur Airbus A330

21/11/2017

EAD Aerospace, entreprise du groupe Eclipse, propose depuis 1998 des packs de mise à niveau pour la flotte aéronautique. Elle possède un DOA (Design Organisation Approval) et un POA (Production Organisation Approval) et certifie ses modifications par l'intermédiaire de STC (Supplemental Type Certificates) auprès de l'EASA et de la FAA. S'appliquant sur des jet d'affaires, des avions ou des hélicoptères commerciaux ou militaires, les améliorations peuvent concerner l'avionique, la structure ou encore l’aménagement cabine.

 

Parmi ces nouveaux équipements, les antennes Ka ou Ku-Band ​​permettent une connectivité suffisante pour satisfaire les besoins chaque jour grandissants de communication. Elles sont installées sur des avions de ligne à la demande des compagnies aériennes. Pour éviter que ces grandes antennes, positionnées sur le fuselage, ne génèrent des surconsommations de carburant importantes, une fatigue excessive du fuselage ou un coût de maintenance trop élevé, le bureau d’étude d’EAD Aerospace développe depuis 2014 le Satcom Universal Mounting System (ou SUMS), un support pour antenne facile d'installation et de désinstallation.

Pour la certification de l’installation du radôme, il est nécessaire de démontrer aux autorités que les modifications de l'aérodynamique n'entrainent pas de non-conformité à la réglementation technique applicable pour la navigabilité de l’aéronef. Ceci implique une absence de perte de performance, mais également l'absence de phénomènes fluctuants, vibratoires parasites non acceptables en terme de certification. Pour l'Airbus A330, EAD Aerospace a choisi de démontrer cette conformité à la réglementation par l'intermédiaire de simulations numériques CFD, en faisant appel à l'expertise Andheo.

 

Les ​​simulations ont été réalisées avec le logiciel CEDRE développé par l'Onera, le French Aerospace Lab.

L’EASA demandant la démonstration de la validité de l’approche numérique, non seulement du logiciel mais également du protocole de calcul tel qu’appliqué par nos ingénieurs, Andheo a redémontré les qualités prédictives de CEDRE sur des cas de validation de la littérature, documentés en mesures expérimentales (aile M6 de l’Onera en régime transsonique et profil RAE).

 

Une fois cette démonstration faite, l'étude a porté sur l’ensemble du domaine de vol de l’avion : au sol et en altitude, à vitesse max (régime transsonique) et mini (régime subsonique), sans et avec dérapage. A chaque point de vol, il a fallu déterminer l'effet de l'ajout du radôme sur les caractéristiques aérodynamiques de l'avion, et notamment l'interaction entre l'antenne et l'empennage. Pour cela, toutes les simulations ont été réalisées deux fois, avec et sans radôme, en stationnaire et instationnaire, sur un maillage de type polyédrique (ou plus exactement dodécaédrique) avec couches de prisme en paroi pour le traitement de la couche limite turbulente.

 

Le rapport d’étude rédigé par Andheo a fait partie intégrante du dossier déposé par EAD Aerospace pour la certification EASA du système SUMS sur Airbus A330, obtenue en début d’année 2017.

 

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