L’imagerie thermique Teledyne FLIR à Mach 1,4 aide à améliorer les performances et l’efficacité des avions

L’Aircraft Research Association (ARA) est un institut de recherche en
aérodynamique basé au Royaume-Uni qui travaille sur des projets innovants pour les principaux constructeurs d’avions commerciaux et de défense du monde.

Elle a récemment entrepris de tester une théorie à long terme qui pourrait rendre les vols long-courriers plus efficaces à mesure que les pays cherchent à atteindre la neutralité carbone.

L’utilisation de caméras thermiques Teledyne FLIR pendant les essais a permis à l’ARA de prouver que sa théorie était correcte. La recherche aura un impact direct sur l’augmentation de l’efficacité du vol des futures conceptions d’avions.

L’imagerie thermique pour visualiser les flux d’air

L’ARA voulait tester sa théorie de contrôle du flux laminaire hybride, qui propose que la création d’une section poreuse à l’avant de l’aile de l’avion contrôle le point de transition du flux d’air pour réduire l’effet des turbulences et améliorer la consommation de carburant.

L’ARA dispose d’une soufflerie transsonique à grande échelle, essentiellement une soufflerie à grande vitesse, permettant de tester des modèles d’avions à des vitesses allant jusqu’à Mach 1,4 (1700 km/h). En raison des turbulences que l’air crée à des vitesses aussi élevées, le point de transition du flux d’air change de moins d’un degré centigrade, il fallait donc une mesure thermique d’une précision exceptionnelle.

Auparavant, elle utilisait des anémomètres à film chaud, mais ceux-ci ne mesuraient que la baisse de température - elle n’était pas visible et ils interféraient avec la surface de l’aile car ils étaient collés dessus.
La caméra Teledyne FLIR T1K a permis à l’ARA de visualiser les flux d’air sans influencer l’aérodynamique. Elle a permis de garantir une plus grande précision lors des essais et de l’identification du point de transition.

Travailler en partenariat pour obtenir des résultats

Pour mettre en œuvre la technologie et réaliser les essais, l’ARA avait besoin d’un partenaire d’intégration. Elle a choisi Thermal Vision Research, un partenaire intégrateur de Teledyne FLIR basé au Royaume-Uni, qui lui a prêté la caméra Teledyne FLIR T1K pour ses recherches.

L’ARA disposait déjà de deux caméras thermiques Teledyne FLIR A655C pour tester les changements de température dans sa soufflerie. Toutefois, lorsqu’elle a eu l’occasion de développer ses essais à l’aide d’une caméra plus perfectionnée et de mesurer la différence entre les résultats, cette solution semblait parfaitement adaptée.

Neil Stokes, Systèmes de mesures optiques à l’ARA, a déclaré : « Notre relation avec Matthew Clavey de Thermal Vision Research remonte à loin. Nous nous sommes intéressés à l’imagerie thermique sur l’ensemble du site pour différents éléments. Plusieurs sociétés m’ont fait des démonstrations, mais le choix d’un distributeur ou d’un fournisseur particulier repose en grande partie sur l’expérience et la confiance. Matthew a été d’une grande aide. Il nous a prêté la caméra pour que nous l’essayions pendant une semaine. Il nous donne toujours les bonnes réponses techniques lorsque nous avons une question. »

« Si je suis honnête, je pense que ce sont le service et l’assistance de Matthew qui nous ont incités à choisir Teledyne FLIR. Le soutien d’un distributeur local a vraiment été déterminant. Avoir quelqu’un au bout du fil ou prêt à nous rendre visite et à nous expliquer les choses est vraiment utile. »

Améliorer la conception des ailes pour de meilleures performances
aérodynamiques

Avant de terminer les essais, l’ARA a effectué des tests pour s’assurer que la T1K portable pouvait être contrôlée à distance en l’installant dans la soufflerie. L’équipe de l’ARA devait contrôler la caméra à une distance d’environ 30 mètres afin de pouvoir récupérer les images en direct sur un ordinateur et de voir le flux d’air au moment où il se produisait. Lorsque la soufflerie est en marche, elle peut provoquer des vibrations qui peuvent fausser la mise au point des caméras. Le fait de pouvoir voir les images en direct permet de corriger ce genre de problème.

La caméra T1K de Teledyne FLIR a permis une plus grande précision pendant les essais et a amélioré la précision de l’identification du point de transition. La Teledyne FLIR 655 est légèrement plus sensible que la T1K, mais la perte de sensibilité n’a eu aucun effet négatif, la résolution s’en est juste trouvée améliorée. Elle a apporté une plus grande précision pour prouver que la théorie est correcte.

La caméra T1K utilise le traitement FLIR Vision qui allie la résolution HD, le MSX® et l’amélioration d’image UltraMax® pour produire de magnifiques images thermiques avec jusqu’à 3,1 millions de pixels.