Essais & Simulations n° 137

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dossier Retour d’expérience Électrifier la propulsion des avions grâce à la simulation Afin de fournir des avions adaptés aux vols de courte distance tout en réduisant les émissions polluantes, Zunum Aero se tourne vers l’électrification pour créer des systèmes de propulsion hybrides. Le développement de l’avion « plus électrique » implique le déploiement de la simulation d’ingénierie permettant d’atteindre les objectifs de performance et de réduire le coût des tests. En capturant précisément le comportement des charges structurelles, aérodynamiques et thermiques de chaque composant, Zunum Aero est en mesure de prendre de meilleures décisions afin de résoudre des problèmes de conception essentiels – la taille du propulseur, par exemple – d’interface système ou de fonctionnement global. La simulation est un outil fiable permettant de démontrer la faisabilité du concept, d’améliorer l’efficacité et d’optimiser la conception en amont de la phase de tests physiques et du développement du produit. Gamme d’avions éléectrique Zunum Aero survolant la ville de Seattle Malgré la présence de 13 500 aéroports aux États- Unis, les liaisons régionales de courte distance n’offrent pas une praticité optimale. Zunum Aero s’est fixé pour objectif de combler ce fossé grâce à la technologie de propulsion électrique. La société, qui bénéficie du soutien de Boeing HorizonX, de Jet Blue Technology Ventures et du Fonds pour l’énergie propre de l’État de Washington, envisage un mode de transport aérien « porte-à-porte » très différent du modèle actuel basé sur de grands Hubs traditionnels. À terme, ces avions hybrides-électriques pourraient desservir plus de 10 000 aéroports secondaires internationaux, dont 5 000 aux États-Unis. Une initia- tive s’inscrivant dans les démarches gouvernementales visant à développer un système aérien performant, propre et moins bruyant, comme les projets CLEEN aux États-Unis et Clean Sky en Europe. Le système de propulsion hybride-électrique Un système de propulsion hybride-électrique silencieux et léger et une aérodynamique optimale sont essentiels pour atteindre les objectifs de performance de l’avion. Pour fabriquer le propulseur destiné aux tests au sol, Zunum Aero simule les performances des composants à l’aide des logiciels de la suite Ansys, dans le cadre du programme Ansys Start-up. Réalisation des tests structurels et gestion thermique Le propulseur électrique silencieux de Zunum Aero associe des ventilateurs basse pression à des moteurs et des contrôleurs électriques tolérants aux pannes intégrées. Afin de comprendre le comportement de chaque composant en fonction de différents paramètres de fonctionnement et de défaillance, l’entreprise combine l’utilisation des logiciels de simulation Ansys Mechanical, Ansys Fluent et Ansys CFX. Les ingénieurs du centre d’essai de Zunum Aero, basé à Seattle, s’appuient sur Ansys Mechanical pour l’analyse de l’intégrité structurelle des composants de propulsion. Le logiciel permet de simuler les paramètres de dynamique structurelle, modale et 40I ESSAIS & SIMULATIONS • N°137 • mai 2019

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