Projets



En cours

PROJET 18: ÉTUDES AÉRODYNAMIQUES DES RADARS
Dans ce projet, réalisé en collaboration avec FLIR à Montréal, plusieurs radars seront testés dans la soufflerie subsonique Price-Paidoussis de LARCASE.
PROJET 17: OPTIMISATION DES TRAJECTOIRES DE VOL
Dans ce projet, réalisé en collaboration avec TAROM en Roumanie, des trajectoires de vol des avions sont fournies par les pilotes de cette companie aérienne dans le but de les optimiser pour leur utilisation dans le vol réel de leur avions.
PROJET 16: OPTIMISATION DES PERFORMANCES DE LA GESTION DE VOL
Dans ce projet, réalisé en collaboration avec CMC Electronics-Esterline, des algorithmes d'optimisation des trajectoires de vol des avions dans le plan vertical ainsi que dans le plan horizontal seront conçus et validés sur le système de gestion de vol de plusieurs avions. Ces algorithmes vont prendre en compte le temps requis d'arrivée, les vents et ainsi toutes les situations météorologiques. La principale motivation du projet est que les emissions de carbone ainsi que les couts de vol seront réduits. Ce projet est financé par Green Aviation Research Development Business Led Network GARDN dans sa deuxième ronde des projets.
PROJET 15: CRIAQ MDO-505 - ARCHITECTURES ET TECHNOLOGIES DEFORMABLES POUR L'AMELIORATION DES PERFORMANCES DES AILES
Dans ce projet, réalisé en collaboration avec Thales, Bombardier Aéronautique, École Polytechnique, IAR-CNRC, ainsi qu'avec les chercheurs italiens de l'Université Frederico II de Naples, CIRA et Alenia, un prototype d'une aile avec l'aileron sera conçu, testé et validé par des essais en soufflerie chez IAR-CNRC.

Le but de projet sera l'amélioration des performances aérodynamiques de ce prototype. Au Canada, les collaborateurs académiques sont : Profs Simon Joncas (ETS) et Eric Laurendeau (École Polytechnique), les collaborateurs industriels sont : Mr Philippe Molaret (Thales Canada), Dr Patrick Germain et Dr Fassi Kafyeke (Bombardier Aéronautique). Les collaborateurs chez IAR-CNRC sont: Mr Mahmood Mamou, Dr Youssef Mebarki et Mr Brian Jahrhaus (IAR-CNRC).

En Italie, les collaborateurs sont : les professeurs Leonardo Lecce et Rosario Pecora de l'Université de Naples, Dr Antonio Concilio chez CIRA et Dr Salvatore Russo (Alenia).


L’équipe Canadienne 2012

L’équipe Italien 2012

PROJET 14: CHAIRE DE RECHERCHE DU CANADA DANS LES TECHNOLOGIES DE MODELISATION ET SIMULATION DES AERONEFS
Les activités de la Chaire de Recherche du Canada, qui ont débuté le 1er janvier 2011, s’articulent autour de deux principaux axes de recherche: 1. la dynamique et le contrôle de vol appliqués aux aéronefs et aux hélicoptères, et 2. les technologies de commande active pour aéronefs déformables.

Dans l'axe 1, il s’agira d’établir de nouvelles méthodologies pour la modélisation et la simulation de la dynamique de vol et de contrôle des avions et des hélicoptères. À partir de données de vol, on élaborera des algorithmes nonlinéaires d’optimisation pour identifier et valider des modèles d’aéronefs et d’hélicoptères. En se fondant sur des données géométriques, l’équipe de LARCASE analysera la stabilité des aéronefs.

Dans l'axe 2, les formes des ailes et d’autres surfaces géométriques du système aérien autonome seront modifiées par l’intermédiaire des systèmes de commande active, dans le but d’améliorer la performance aérodynamique des aéronefs.

La soufflerie subsonique Price-Païdoussis (svp voir sa photo dans le projet 12) et le simulateur de vol de recherche des aéronefs (svp voir sa photo dans le projet 9) et un systeme autonome de vol UAS concu et fabriqué par Hydra Technologies (voir la photo suivante) seront utilisés dans les axes 1 et 2 de la Chaire de Recherche du Canada.

Le UAS a été obtenu avec des fonds de recherche de la part de la Fondation Canadienne d'Innovation FCI, de Ministère du Développement économique, innovation et exportation MDEIE et Hydra Technologies. La recherche sera réalisée par l'équipe de LARCASE en collaboration avec Hydra.


Drone de hautes performances pour
la Recherche Hydra Technologies S4

PROJET 12: VALIDATION DES ETUDES AEROSERVOELASTIQUES EN UTILISANT LA SOUFFLERIE PRICE-PAIDOUSSIS
Suite à la donation de la soufflerie subsonique par le Professeur émérite (Emeritus Professeur) Michael P. Païdoussis de l'université McGill à Dr. Botez, des études d'analyses aéroservoélastiques seront effectués au LARCASE. Cette soufflerie a été concue et obtenue avec des fonds FCAR et CRSNG par les deux professeurs Stuart Price et Michael P. Païdoussis, deux experts en interactions entre les fluides et les structures, vibrations et dynamique nonlinéaire, aéroélasticité et aéroservoélasticité. La soufflerie va servir aussi aux collaborations des professeurs Ruxandra Botez et Michael Païdoussis.

Soufflerie subsonique

PROJET 11: UTILISATION DE FLSIM POUR LES AVIONS D'AFFAIRES
Le logiciel FLSIM sera utilise pour des etudes de dynamique de vol pour les avions d'affaires en collaboration avec la companie Presagis.


Presagis - ets larcase

PROJET 10: ETUDES D'OPTIMISATION DES TRAJECTOIRES POUR DES AVIONS VERTS
Ce projet, en collaboration avec CMC Electronique - Esterline fait partie du nouveau Réseau de centres d’excellence dirigé par le regroupement Green Aviation Research and Development Network (GARDN) récemment financé par le gouvernement canadien. Dans le cadre de ce projet, nous prévoyons de réduire la consommation de carburant et les émissions polluantes en controlant la trajectoire de vol de l'avion. Les collaborateurs dans ce projet sont Mr Rex Hygate, Mr Dominique Labour, Mr Hugo Houde, Mr Reza Neshat, Mr Claude Provencas et Mr Michael Gordon Smith de CMC Electronique - Esterline.


CMC Electronique - ETS LARCASE - GARDN

PROJET 9: ANALYSE DE STABILITE DE L'AVION CESSNA CITATION X BASEE SUR SES DONNEES GEOMETRIQUES - VALIDATION AVEC DES ESSAIS EN VOL SUR LE SIMULATEUR CERTIFIE DE NIVEAU D
Une nouvelle méthodologie et un nouveau code pour le Cessna Citation X seront conçus pour la détermination des dérivées de stabilité, à partir de la géométrie des avions et seront utiles au design préliminaire des aéronefs. Dans cette phase préliminaire de design et de conception des nouveaux avions, les compagnies aéronautiques cherchent à minimiser le temps de décision sur la géométrie de ces aéronefs. Les collaborateurs dans ce projet sont Mr Ken Dustin, Mr Denis Pelletier, Mrs Alexandra Savidis, Mr Peter Jarvis de CAE Inc. ainsi que plusieurs autres ingénieurs: Allan Cofin, Cleo Fontaine - Lavoie, Christian Hould, Mitchel Golemic, et d'autres.

Le simulateur de recherche de vol (IPT modifié) de l’aéronef Cessna Citation X, qui est le plus rapide avion d’affaire, est équipé d’un modèle aérodynamique modifiable pour la recherche conçu par CAE Inc. Ce simulateur de recherche de vol, certifié au plus haut niveau D (dynamique de vol) a été obtenu par l’intermède des subventions recues de la part de la Fondation Canadienne d’Innovation FCI, du Ministère de Développement économique, innovation et exportation MDEIE et de CAE Inc. Sa conception originale permettra la réalisation par l’équipe de LARCASE de plusieurs projets de recherche. La recherche sera réalisée par l'équipe de LARCASE en collaboration avec CAE Inc.

Simulateur de vol de recherche avec
la dynamique de vol de niveau D certifiée
Cessna Citation X


Complétés

PROJET 8: CRIAQ 7.1 - AMELIORATION DE L'ECOULEMENT LAMINAIRE SUR UNE AILE DE RECHERCHE (VALIDATION DES ETUDES NUMERIQUES AVEC DES RESULTATS EXPERIMENTAUX OBTENUS EN SOUFFLERIE)
Le projet CRIAQ 7.1 (dans la deuxième ronde du CRIAQ) est intitulé Amélioration de l’écoulement laminaire sur une aile de recherche. Dans ce projet, réalisé en collaboration avec Thales, Bombardier Aéronautique, Ecole Polytechnique, IAR-CNRC, ainsi qu'avec les chercheurs du laboratoire LAMSI de l'ETS, la transition de l’écoulement laminaire au turbulent sur une aile équipée d’une peau flexible sur son extrados sera contrôlée, a été ainsi retardée en utilisant les capteurs optiques et les actionneurs intelligents dans une soufflerie. Les collaborateurs industriels dans ce projet sont Mr Philippe Molaret (Thales Canada), Dr Eric Laurendeau et Dr Fassi Kafyeke (Bombardier Aéronautique), Mr Mahmood Mamou, Dr Youssef Mebarki et Mr Brian Jahrhaus (IAR-CNRC).

L ’équipe du LARCASE a conçu, développé, integré et validé un contrôleur de retard de la transition pour une aile changeante de forme (Morphing Wing), équipée d‘actionneurs intelligents (Smart Material Actuators) et de capteurs de pression. Ce contrôleur a été validé par l'équipe de LARCASE dans des essais en soufflerie qui ont eu lieu chez l’Institut Aérospatial de Recherche (IAR) - le Conseil National de Recherche du Canada (CNRC).

L’équipe au début du projet en 2006
 
L’équipe
Aile utilisée pendant les premiers essais en soufflerie (transition et capteurs de pression)
pour la détection de la transition
 
 
M Andrei Popov (étudiant PhD) et Dr Lucian Grigorie (chercheur postdoctoral) du LARCASE pendant les essais préliminaires du contrôleur (avant les essais dans la soufflerie)
 
Essais dans la soufflerie de IAR-CNRC (équipement pour rouler la soufflerie, les écrans montrant le comportement de l'aile, l'équipement du contrôleur)

M Andrei Popov - étudiant PhD du LARCASE
opérant le contrôleur dans la soufflerie


Le premier film (1ST WTTs) montre une séquence prise pendant le premier set d’essais en soufflerie sur l’aile changeante de forme, équipée des capteurs de pressions optiques et kulite, ainsi qu’avec des alliages en mémoire de forme SMA’s. Nous pouvons voir le système des capteurs optiques, l’aile dans la soufflerie, les cas de vol affichés, ainsi que les équipes travaillant sur ce projet.
 
 
 
Le deuxième film (2ND WTTS) montre une séquence prise pendant le deuxième set d’essais en soufflerie sur l’aile changeante de forme, équipée des capteurs de pressions kulite, ainsi qu’avec des alliages en mémoire de forme SMA’s. Nous pouvons voir le système de contrôle, l’aile dans la soufflerie, les cas de vol affichés, ainsi que les équipes travaillant sur ce projet.
 

Le troisième film (3RD WTTS) montre le concept de l’aile changeante de forme dans la soufflerie de l’IAR-CNRC.
 

PROJET 7: ANALYSE DES INTERACTIONS AEROSERVOELASTIQUES(PROJET DEPUIS 1998)
Les travaux en aéroservoélasticité sont réalisés dans le cadre de trois (3) projets dans le domaine de l’aéroservoélasticité en utilisant les vraies données de vol pour les avions suivants: F/A-18 Systems Research Aircraft (SRA), le Aérostructures Test Wing (ATW) et le F/A-18 Active Aeroelastic Wing (AAW). Le collaborateur principal actuellement est Mr Marty Brenner de la NASA DFRC. D'autres collaborateurs de la NASA DFRC ont été (entre 1998 et 2003): Dr Kajal Gupta, Mr Tim Doyle, Mr Ed Hahn, Mr Roger Truax et Dr Can Bach.

Ces données de vol sont utilisées pour:
  1. la validation des nouvelles méthodes de conversion des forces aérodynamiques du domaine de fréquence au domaine de Laplace,
  2. le calcul des nouveaux algorithmes d’interactions entre les modes rigides, élastiques et de contrôle et
  3. l’élaboration de nouvelles méthodes d’estimation des paramètres, en utilisant les techniques de la logique floue, des réseaux de neurones, etc.


 
 


Video sur l'analyse des interactions aeroservoelastiques sur le F/A-18 SRA

Le film suivant montre les résultats de la recherche sur l'interaction des modes rigides, de contrôle et élastiques sur le F/A-18. Il y a deux parties dans ce film: Dans le cas ou cette interaction n'est pas bien analysée, l'avion a un comportement non-réaliste et instable. Dans le cas ou l'interaction est tres bien réalisée, l'avion devient stable. Pour des détails sur cette recherche, svp voir l'article 10 dans la section 'Publications acceptées'. Dr Lucian Grigorie et Dr Adrian Hiliuta ont réalisé ce film.
 
 

PROJET 6: MODELISATION ET CONTROLE D'UN SOUS-MARIN AUTONOME (UNDERWATER UNMANNED SUBMARINE)
Dans ce projet intitulé Modélisation et simulation des sous-marins autonomes (Underwater Unmanned Vehicle) UUV, en collaboration avec Dr Ioana Triandaf de l'US Naval Research Laboratories (NRL), deux principaux objectifs seront atteints.

L‘objectif premier est d’élaborer et de simuler une modèle UUV qui sera construit à la fin de ce projet.

Les principaux objectifs sont:
  • La détermination du modèle cinématique et les équations de mouvement
  • Les calculs des forces hydrodynamiques
  • L’implémentation du modèle de l’UUV et de son pilote automatique

Le deuxième objectif consiste dans le développement des outils de calculs pour résoudre des problèmes de surveillance d’océan:
  • L’optimisation d’énergie contrainte (constrained energy optimisation) pour la garde des stations des UUV’s
  • Planification des trajectoires optimales pour des recherches d’énergies basses,
  • Couverture de l’aire optimale en utilisant des multiples UUV’s


 

PROJET 5: METHODES DE PREDICTION DE STABILITE ET CONTROLE DES AVIONS X-31 ET SACCON EN SE BASANT SUR DES DONNEES D'ESSAIS EN SOUFFLERIE
Dans le projet NATO intitulé Méthodes de prédiction de stabilité et de contrôle des véhicules aériens et marins,des dérivées de stabilité et contrôle seront calculées à partir de la géométrie de l’avion militaire X-31 et du Saccon, en utilisant les connaissances des logiciels de CFD – tels qu’Edge et Fluent. Les données de souffleries chez DLR en Allemagne et chez NASA Langley Research Center, dont les essais ont couté  plusieurs millions de dollars, seront analysées par les participants du projet. D'autres participants dans ce projet proviennent de la US Air Force Laboratory, NASA, ONERA, FOI, KTH, DNW-NWB, EADS, l'Universite de Braunschweig, NWB LSWT, NAL, TAI-ODTU, DSTL, BAE-SYSTEMS, NANGIA AERO RESEARCH, UNIVERSITY OF LIVERPOOL, IIHR-HYDROSCIENCES  & ENGINEERING, OINETIQ, etc. Les leaders de ce projet sont Dr Andreas Schutte (DLR-Germany) et Dr Russ Cummings (US Air Force Academy).


  La maquette de l'avion X-31 en soufflerie

PROJET 4: ANALYSE DE LA STABILITE DE L'AVION D'AFFAIRES HAWKER 800 XP A PARTIR DE SA GEOMETRIE
Dans le projet CRIAQ 3.2 (dans la première ronde du CRIAQ) intitulé  Intégration de la simulation du vol en temps réel avec la dynamique de fluides CFD en collaboration avec CAE Inc. et des chercheurs des universités Concordia et McGill, de nouvelles méthodes d’estimation des dérivées de stabilité, à partir de la géométrie de l’avion Hawker 800 XP, ont été conçues. Le collaborateur dans ce projet est Mr Peter Jarvis (CAE Inc.).

Dans ce projet, l’équipe de LARCASE a choisi la conception d’un nouveau code basé sur des références semi-empiriques sélectionnées à partir de la littérature, alors que les chercheurs des autres universités ont choisi l’utilisation des  techniques de la dynamique computationnelle des fluides.


La première réunion de l’équipe
du projet chez CAE en 2004
 


Vidéo du code concu au LARCASE pour le calcul des dérivées de stabilité en se basant sur la géometrie de l'avion

Ce vidéo, réalisé par l'étudiant à la maitrise Dumitru Popescu de LARCASE, montre les resultats obtenus par notre code in-house, conçu et développé pendant 5 ans, en Matlab - en se basant sur les références provenant de US Datcom et d'autres références plus récentes en aérodynamique. Nous utilisons pour ce film, les données géométriques d'un avion non-confidentiel. On peut voir qu'a partir d'un minimum des données géométriques pour un avion, les coefficients aérodynamiques de la portance, trainée, moment ainsi que les dérivées de stabilité sont rapidement calculés.

Pour ce projet, ces resultats ont été validés avec des données des essais en vol sur le Hawker 800 XP. Ce travail est utilisé pour: le design préliminaire des avions (et même de leur composantes séparées), ainsi que dans les analyses de stabilité des avions en se basant sur un minimum des données géométriques et même des essais en vol.
 
 

PROJET 3: OPTIMISATION DES CHARGES AERODYNAMIQUES (2003-2006)
Dans le projet CRIAQ 4.1 : Optimisation multidisciplinaire MOSAIC, plusieurs équipes académiques ainsi qu’industrielles, ont travaillé ensemble dans le but d’optimiser la conceptiondes avions, des hélicoptères et des moteurs. Le leader académique du projet global a été Dr Jean Yves Trepanier de l'École Polytechnique. Le projet regroupait des ingénieurs de Bombardier Aéronautique, Bell Helicopter Textron et Pratt & Whitney, des chercheurs de l’École Polytechnique et de l’Université Concordia. Le collaborateur dans ce projet est Mr Francois Pepin (Bombardier Aéronautique).

Un nouvel algorithme d’optimisation des cas de charges sur les ailes de l’avion CL-604 a été conçu au LARCASE en collaboration avec Bombardier Aéronautique. Ce nouvel algorithme a pris en compte le minimum de charges sur le CL-604, ce qui pourrait contribuer à l’accélération du temps de conception des nouveaux aéronefs.


L’équipe à l’École Polytechnique en 2006

PROJET 2: APPROXIMATIONS DES FORCES AERODYNAMIQUES DANS LE TEMPS POUR LES ETUDES DES INTRACTIONS AEROSERVOELASTIQUES (2004-2007)
Dans le projet intitulé Approximations des forces aérodynamiques dans le temps pour les études des interactions aéroservoélastiques, un très grand nombre de méthodes de conversion des forces aérodynamiques du domaine de fréquence au domaine de Laplace ont été réalisées et validées sur l’avion CL-604 de Bombardier Aéronautique. Les collaborateurs principaux dans ce projet sont Mr Nicolas Stathopoulos, Mr Sylvain Therien, Mr Alexandre Rathe et Mr Martin Dickinson (Bombardier Aéronautique).

Ce projet a été financé par Bombardier Aéronautique et par le CNRSG. L'équipe de Bombardier a validé ensuite ces algorithmes dans la soufflerie de McGIll.


M. Sylvain Thérien de Bombardier au Forum
des Etudiants en Aérospatiale FEA en 2007

PROJET 1: IMPLEMENTATION ET VALIDATION D'UNE TECHNOLOGIE D'ESTIMATION DES PARAMETRES D'UN MODELE GLOBAL POUR L'HELICOPTERE BELL 427 EN SE BASANT SUR LES ESSAIS EN VOL
Dans le projet CRIAQ 3.4 intitulé Implantation d’une technologie d’estimation des paramètres d’un modèle global, l’équipe du LARCASE en collaboration avec le Conseil National de Recherche du Canada CNRC et Bell Hélicoptères Textron BHT a validé une méthodologie pour analyser les cas critiques aérodynamiques pour l’hélicoptère B-427 et pour concevoir un modèle global de l’hélicoptère Bell-427. Les collaborateurs principaux dans ce projet sont: Mr Joey Seto and Mr Ed Lambert (Bell Helicopter Textron), Dr Ken Hui (IAR-CNRC) et Dr Njuki Mureithi (Ecole Polytechnique).

Ces cas critiques sont les suivants : l’autorotation, la transition, les manœuvres proches des coins de l’enveloppe de vol, la dynamique du sol, hover, vol en avant et réaction au sol. Ces cas représentent des défis pour les experts dans les méthodes d’estimation des paramètres. Cette méthodologie a été validée par des essais en vol chez BHT, et elle est utilisée pour la certification du simulateur d’haute fidélité du niveau D conformément aux règlements de la FAA.

Le principal avantage de cette nouvelle méthode a résulté en une importante réduction du nombre d’essais en vol, ce qui a réduit considérablement le coût et le temps nécessaire pour le développement de nouveaux hélicoptères. Cette nouvelle approche a permis la réduction d’environ 60% du cycle de développement.


Photo de l’équipe prise chez BHT
 Bell 427


Vidéo de la simulation de vol pour l'hélicoptère Bell-427 à partir de ses essais en vol par M Andrei Popov, étudiant PhD au LARCASE
 
 

Simulation de l'atterrissage en autorotation pour l'hélicoptère Bell-427 à partir de ses essais en vol - vidéo par M Andrei Popov, étudiant PhD au LARCASE
 

Simulation de la dynamique au sol pour l'hélicoptère Bell-427 à partir de ses essais en vol - vidéo par Dr Michel Nadeau Beaulieu, CAE (étudiant PhD gradué en 2007 au LARCASE)