Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
Dans l'aéronautique, hormis les facteurs humains, le givrage reste encore à ce jour la première cause d 'accident. Des gouttelettes d'eau surfondues, abritées par certains nuages, viennent heurter la structure de l'aéronef, y givrent en masse, formant rapidement de la glace en grande quantité. Ce phénomène modifie de manière conséquente le profil aérodynamique, et peut conduire jusqu'à l'arrêt des moteurs pertubés par cette glace "avalée". Le recours à la simulation numérique permet d'optimiser les systèmes de protection, qui par effet thermique ou mécanique limitent la quantité de glace se déposant. Les essais en soufflerie gibrante viennent compléter cette approche.
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Auteur(s)
-
Didier GUFFOND : Chargé de mission « Givrage des aéronefs » - Centre français de recherche aérospatiale (ONERA), France
INTRODUCTION
Identifié comme risque majeur dès le début de l'aéronautique, le givrage reste à ce jour la première cause d'accident hors facteurs humains.
Le givrage résulte de la captation et de la congélation plus ou moins rapide de gouttelettes d'eau surfondues (liquides à une température négative) présentes dans certains nuages traversés par les aéronefs. Les gouttelettes d'eau heurtent la partie frontale des différentes structures de l'appareil, rompant l'état instable de surfusion et conduisant à la formation de glace. En absence de protection, cette accumulation de glace peut provoquer, d'une part, des modifications très importantes des profils aérodynamiques des voilures, et d'autre part, des extinctions des moteurs dues à l'ingestion de glace se détachant des entrées d'air. Des systèmes de protection existent, permettant par des actions mécaniques ou thermiques de limiter la quantité de glace se déposant sur l'aéronef.
Pour étudier ce phénomène, optimiser les systèmes de protection et vérifier leur efficacité dans tout le domaine de vol, tout en limitant le nombre d'essais en vol, deux moyens complémentaires sont utilisés : la simulation numérique et les essais en soufflerie givrante. Pour les simulations numériques, le présent document analyse les différents modèles et donne le détail des termes négligés. Pour les essais en soufflerie, la dimension de la maquette ne permet généralement pas de travailler à échelle 1 et il est nécessaire d'utiliser une maquette à échelle réduite. L'approche classique par analyse dimensionnelle ne permet pas dans le cas du givrage de définir des lois de similitude exactes, raison pour laquelle des règles de similitude approchées ont été définies.
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Givrage, type de glace et protections contre le givrage7. Annexes et données accidents/incidents
7.1 Annexes
Dans le tableau 2 se trouvent les principaux codes de calcul dédiés au givrage des aéronefs. Enfin les souffleries givrantes sont répertoriées dans le tableau 3.
HAUT DE PAGE7.2 Données accidents/incidents
La figure 21 donne le nombre d'accidents/incidents dus au givrage en vol entre 1945 et 2000 :
-
incident : dysfonctionnement qui aurait pu potentiellement conduire à un accident et n'ayant causé aucun dégât matériel ou de blessure. Donne lieu à un rapport auprès des autorités (EASA ou FAA). Rapport confidentiel pour lequel aucune enquête n'est réalisée ;
-
accident : dysfonctionnement ayant provoqué des dégâts matériels ou des blessures même légères. Donne lieu à un rapport public. Une enquête est réalisée par les autorités compétentes : BEA (Bureau Enquête Analyse) pour la France et le NTSB (National Transportation Safety Board) pour les USA.
En cas d'accident, les enquêtes sont réalisées simultanément par :
-
le pays où l'accident a eu lieu ;
-
le pays d'origine de la compagnie aérienne ;
-
le pays de fabrication de l'avion (montage final).
On peut voir sur le graphe que le nombre d'accidents/incidents augmente depuis les années 1980. Pour être plus représentatif, ce graphe devrait pondérer cette courbe par le nombre d'heures de vol qui a augmenté en proportion beaucoup plus que le nombre d'accidents/incidents. Par ailleurs, dans les années 1950, il n'est pas du tout certain que tous les incidents aient été répertoriés. À cette époque, les vols étaient également beaucoup plus souvent annulés pour cause de mauvaises prévisions météorologiques.
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Annexes et données accidents/incidents
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - LANGMUIR (I.), BOLDGETT (K.A.) - Mathematical investigation of water droplet trajectories. - Army Air Forces Technical Report, no 5418, fev. 1946.
-
(2) - MAKKONEN (L.J.) - Heat transfer and icing of a rough cylinder. - Journal of cold region science and technology, 10, p. 105-116 (1985).
-
(3) - MESSINGER (B.L.) - Equilibrium temperature of unheated icing surface as a function of airspeed. - Journal of Aeronautical SC, vol. 20-21, p. 29 (1953).
-
(4) - WRIGHT (W.B.), POTAPCZUK (M.G.) - Semi empirical modelling of sld physics. - Proc 42nd AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit, Reno, NV, janv. 2004.
-
(5) - IULIANO (E.), MINGIONE (G.), PETRSITO (F.), HERVY (F.) - Eulerian modelling of SLD physics towards more realistic aircraft icing simulation. - AIAA 2010-7676.
-
(6) - HONSEK (R.), HABASHI...
ANNEXES
AC-9C Aircraft Icing Technology Committee organise deux réunions par an (Spring et Fall meetings) http://www.sae.org/events/icing/specialevents.htm
Congrès organisé annuellement par l'AIAA. AIAA Aviation and Aeronautics Forum and Exposition https://www.aiaa.org/aviation
HAUT DE PAGE
BEA http://www.bea.aero/index.php
NTSB http://www.ntsb.org
ONERA http://www.onera.fr/
CIRA (Centro Italiano Di Ricerche Aerospaziali) http://www.cira.it/en
NASA Glenn Research Center http://www.nasa.gov/centers/glenn/home/#.UukZ-oaFfh5 http://facilities.grc.nasa.gov/irt/
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