Design and validation of a removable composite box wing for light aviation
Conception et validation d'une aile caisson composite démontable pour l'aviation légère
Résumé
One of the main levers for reducing CO2emissions in the transport sector and particularly in aviation is the reduction of structural weight. This requires the use of composite materials but also a reflection on the architecture of the structure. In this article is presented a new wing architecture for light aviation: a removable box wing made one-shot by autoclave. It is made up of a single piece whose skin and sails support the entire flow of forces exerted on it. It was designed using only the numerical tool and respecting the different standards governing the design of composite light aircraft for aerobatics. A static instrumented test at scale 1 on this wing is performed with two load increases: up to the limit load (6G) to validate the wing on flight, then the second to the ultimate load(12G) and continued until failure. In addition to the fact that the wing has satisfied these two loads, a correlation of experimental measurements and numerical results shows that the design based on predictive simulations is robust. This result is due to the ability to provide finite element software with relevant data from the characterization and identification of materials.
L’un des principaux leviers pour diminuer les émissions de CO2dans le domaine des transports et particulièrement dans l’aviation, est l’allégement des structures. Cela passe par l’utilisation de matériaux composites mais aussi par une réflexion sur l’architecture de la structure. Dans cet article est présentée une nouvelle architecture d’aile pour l’aviation légère: une aile caisson démontable réalisée one-shot par autoclave. Elle est constituée d’une unique pièce dont la peau et les voiles supportent l’ensemble des efforts qui s’exercent sur elle. Elle a été dimensionnée en utilisant seulement l’outil numérique et en respectant les différentes normes encadrant la conception d’avion léger en composite pour la voltige. Un essai statique instrumenté à l’échelle 1 sur cette aile est réalisé avec deux montées en charge: jusqu’à la charge limite (6G) pour valider l’aile au vol puis la seconde jusqu’à charge ultime (12G) et poursuivie jusqu’à la rupture. Outre le fait que l’aile ait satisfait à ces deux chargements, une corrélation des mesures expérimentales et des résultats numériques montre que le dimensionnement sur la base de simulations prédictives est robuste. Ce résultat provient de la capacité à renseigner les codes de calculs de données pertinentes issues de la caractérisation et de l’identification des matériaux.
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)
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