Le groupe Dynamique et Aéroélasticité de l’Agence de Développement Aéronautique (ADA) joue un rôle essentiel dans la garantie de l’intégrité structurelle et des performances des programmes d’avions de combat indigènes indiens, notamment le Light Combat Aircraft (LCA) Air Force Mk-1, le LCA Air Force Mk-2 et l’Advanced Medium Combat Aircraft (AMCA).
Chargé de réaliser des analyses dynamiques structurales, de flutter et de réponse aéroélastique, ce groupe mène des essais et validations avancés pour assurer la sécurité de ces avions sur l’ensemble de leur enveloppe de vol. Afin d’accélérer le processus de certification du LCA Mk-2, qui intègre une nouvelle surface de contrôle canard, l’ADA a proposé d’externaliser une partie des activités liées aux analyses de flutter et de dynamique, marquant une stratégie visant à tirer parti d’expertises externes tout en faisant progresser les ambitions aérospatiales de l’Inde.
Le groupe Dynamique et Aéroélasticité est responsable de s’assurer que les modèles LCA Mk-1, LCA Mk-2 et AMCA soient exempts de vibrations structurelles, de flutter et d’instabilités aéroélastiques, des facteurs cruciaux pouvant compromettre la sécurité et les performances des appareils. Les conceptions aéronautiques modernes, évoluant à grande vitesse et sous d’importantes charges aérodynamiques, nécessitent des analyses sophistiquées pour résister aux forces dynamiques :
- Analyse Dynamique Structurale : Évaluation de la réponse de l’avion aux charges dynamiques rencontrées lors de manœuvres à haute vitesse, turbulences ou largage d’armes, garantissant la résilience structurelle sous contraintes opérationnelles.
- Analyse de Flutter : Étude du risque de flutter, phénomène dangereux où les forces aérodynamiques s’accouplent aux vibrations structurelles, pouvant entraîner une défaillance catastrophique. Le groupe veille à ce que tous les modèles restent exempts de flutter sur l’ensemble de leur enveloppe de vol, y compris dans les régimes à fort angle d’attaque et à des vitesses supersoniques.
- Analyse de la Réponse Aéroélastique : Investigation des interactions entre forces aérodynamiques, élasticité structurelle et effets d’inertie pour prévoir et prévenir les phénomènes tels que la divergence ou l’inversion des surfaces de contrôle.
- Coordination des Essais : Supervision des essais de vibration au sol (GVT), des essais en soufflerie et des essais en vol pour valider les modèles analytiques, avec des installations comme les Laboratoires Aérospatiaux Nationaux (NAL) à Bengaluru et la Base d’Essais Aéronautiques (ATR) à Chitradurga.
Ces démarches sont déterminantes pour l’obtention de la certification de navigabilité délivrée par le Centre pour la Navigabilité et la Certification Militaire Aéronautique (CEMILAC), assurant le respect des contraintes strictes du Joint Services Qualitative Requirements (JSQR) de l’Indian Air Force (IAF).
Le LCA Mk-2, version améliorée de la plateforme Tejas, introduit une configuration canard – une surface de contrôle avant qui améliore la manœuvrabilité et la portance, notamment à fort angle d’attaque. Si cette architecture renforce l’agilité de l’appareil et diminue la charge alaire, elle engendre également des défis aéroélastiques complexes. L’interaction du canard avec les ailes principales et les empennages modifie la réponse dynamique de l’avion, nécessitant ainsi une caractérisation aéroélastique approfondie pour garantir la stabilité et prévenir le flutter.
Pour relever ces défis, le groupe Dynamique et Aéroélasticité réalise des analyses complètes, incluant la modélisation par éléments finis (FEM) avec des outils tels que NASTRAN, ainsi que des simulations de dynamique des fluides numérique (CFD) pour modéliser les interactions aérodynamiques. Des essais de vibration au sol ont été conduits sur des prototypes Mk-2 afin d’établir les bases des dynamiques structurelles, tandis que des tests en soufflerie à la soufflerie trisonique de 1,2 mètre des NAL ont permis de valider les modèles aérodynamiques.