Soufflerie de givrage de 3 m sur 6 m

La soufflerie de givrage de 3 m sur 6 m est une installation qui fait le pont entre la soufflerie classique et une cellule pour l’essai des moteurs. Elle présente plusieurs caractéristiques originales qui se prêtent à une variété d’applications.

La disposition en circuit ouvert, avec soufflante à l’entrée, permet aux contaminants associés aux essais (chaleur, produits de combustion, sillages, jets et lubrifiants perdus) d’être éjectés directement, sans toucher à la soufflante ou y circuler de nouveau. De plus, la soufflante a un coefficient de plénitude élevé, ce qui atténue l’instabilité due au vent dans l’atmosphère. Bien qu’entraînée habituellement par un moteur électrique, elle peut l’être par une turbine à gaz qui en augmente la vitesse.

Les non-uniformités de vitesse dans la veine d’essai sont généralement inférieures à 0,5 % cent de la vitesse moyenne, et la direction de l’écoulement se fait à plus ou moins 1° d’écart de l’axe longitudinal sur la quasi-totalité de la veine d’essai.

Les expériences sur les maquettes de systèmes de propulsion aéronautique sont facilitées par un raccordement à l’installation compresseur/ventilateur extracteur de CNRC Aérospatiale. Cette installation produit de l’air comprimé qui simule le souffle des réacteurs ou entraîne les soufflantes par turbine. Elle permet aussi une aspiration qui imite les caractéristiques des entrées d’air.

La soufflerie s’avère idéale pour les études sur l’aérodynamisme des corps non profilés à grande échelle, telles les études sur la vibration des câbles. Les haubans inclinés sont sujets aux vibrations provoquées par le vent, d’une amplitude presque égale au diamètre du câble. Ce phénomène est affecté par les nombres de Reynolds et de Scruton, ce qui signifie, en fait, que les câbles de grandeur réelle doivent être testés à la vitesse réelle du vent. Le système de pulvérisation de la soufflerie permet aussi d’étudier les phénomènes vibratoires pluie-vent.

Par ailleurs, la longueur de la veine d’essai de la soufflerie fait en sorte que celle-ci se prête bien à la simulation des vents naturels, à l’aide de la technique des courants éoliens mise au point au CNRC. Plusieurs des études effectuées récemment dans la soufflerie ont servi à caractériser les tourbillons d’air très turbulents dans le voisinage des navires capables d’accueillir des aéronefs.

Présentement, on recourt à la soufflerie de givrage de 3 m sur 6 m pour la recherche sur le givrage. Puisqu’elle est configurée en circuit ouvert, la soufflerie procure une veine d’essai froide en hiver. Cette caractéristique, et la hauteur de la veine d’essai, permet la simulation de plus grosses gouttelettes que la plupart des souffleries de givrage. On a reproduit les petites gouttelettes de nuages dans la soufflerie où l’on pourrait également simuler de la bruine verglaçante. Une insertion dans la veine d’essai contribue à augmenter la vitesse du vent.

Spécifications techniques

Géométrie de la soufflerie :

• Veine d’essai (l x h x L) : 3,1 m x 6,1 m x 12,2 m (3,1 m x 4,9 m x 6,4 m avec l’insertion)
• Superficie de la veine d’essai : 18,9 m2 (15,2 m2 avec l’insertion)

Caractéristiques de la soufflerie :

• Puissance :
• moteur électrique = 750 kW
• turbine à gaz = 6000 kW
• Vitesse maximale dans la veine d’essai (18,9 m2) :
• moteur électrique = 40 m/s
• turbine à gaz = 54 m/s
• Vitesse maximale dans la veine d’essai (15,2 m2)) :
• moteur électrique = 50 m/s
• turbine à gaz = 67 m/s
• Uniformité de la vitesse : ±0,5 %

Systèmes auxiliaires

• Pulvérisateur de 480 ports contrôlé par ordinateur pour le givrage
• Air comprimé : jusqu’à 14,5 kg/s à 700 kPa
• Systèmes de traverses pour l’écoulement : plusieurs, automatisés

Acquisition des données et instrumentation

• Logiciel : MatLab adapté aux essais et LabView
• Montage de la maquette : assemblage pour le tangage et montages sur mesure disponibles
• Mesure de la pression : Scanivalve ZOCMC, Kulite
• Anémométrie : à pellicule chaude/à fil chaud
• Balances : internes (TASK, CNRC, variées) et externes (cruciforme, variées)
• Photographie : vidéodisque numérique, 35 mm
• Visualisation de l’écoulement : PIV, réseau acoustique, fumée, pellicule d’huile en surface, minisondes à turbulences fluorescentes