Décollage et atterrissage plus sûrs avec un radar de pointe et des fenêtres plus résistantes

avion qui décolle

Crédit : Pixabay/CC0 Domaine public

Le 25 juillet 2000, un avion Concorde s’écrase au décollage à Paris, tuant 113 personnes. La cause de l’accident a été identifiée plus tard comme une bande de métal sur la piste qui était tombée d’un autre avion. Lorsque l’avion a roulé dessus, son pneu a éclaté et des morceaux déchiquetés ont provoqué la rupture d’un réservoir de carburant, entraînant un incendie dévastateur.

Près d’une décennie plus tard, en janvier 2009, un vol d’US Airways a heurté un troupeau d’oies peu après le décollage à New York, perdant de la puissance moteur. Heureusement, il n’y a pas eu de décès cette fois car le pilote rapide Chesley Sullenberger a réussi à abandonner l’avion en toute sécurité dans la rivière Hudson.

Puis, en décembre 2018, une alerte au drone à l’aéroport de Londres Gatwick a fermé la piste pendant 33 heures, provoquant de longs retards qui ont coûté aux compagnies aériennes plusieurs millions d’euros.

Trois incidents aux causes assez différentes – un objet étranger sur la piste, des oiseaux et un drone – mais avec un coût élevé en vies humaines, en argent ou les deux.

Pourtant, ce ne sont là que quelques-uns des incidents aériens les plus médiatisés, les incidents à plus petite échelle étant plus courants. Les débris de corps étrangers (FOD) sur les pistes et les impacts d’oiseaux, par exemple, coûtent chaque année des milliards d’euros à l’industrie aérienne et entraînent de longs retards pour les passagers.

Au cours des 10 années qui ont précédé l’arrivée du COVID-19, le nombre de passagers aériens a explosé. Malgré les revers résultant de la pandémie, le seul moyen est de remonter à mesure que les voyages en avion reviennent et que les aéroports sont de plus en plus occupés.

“Si le nombre de départs augmente, la quantité de débris de corps étrangers déversés augmentera également”, a déclaré Torsten Leth Elmkjær, PDG et fondateur de Nordic Radar Solutions à Aarhus, au Danemark. “Il est important que vous n’ayez pas à tenir tout l’aéroport en attente parce que quelqu’un recherche des FOD.”

Trois en un

Même de très petits objets peuvent causer des dommages importants aux aéronefs se déplaçant à grande vitesse, avec des vis, des boulons et des outils de maintenance classés comme FOD. À cela s’ajoute l’augmentation relativement récente de la menace des drones.

La société d’Elmkjær développe un nouveau système radar pour faire face aux multiples menaces. Son projet FODDBASA vise l’identification en temps réel d’objets dangereux dans un rayon de 10 kilomètres autour des pistes.

Les aéroports comptent souvent sur des patrouilles de véhicules pour les inspections des pistes, mais celles-ci prennent du temps et peuvent ne pas tout repérer. Malheureusement, a déclaré Elmkjær, l’utilisation d’options basées sur le radar dans les aéroports a été limitée par leur coût élevé par rapport à leur ensemble de fonctionnalités, y compris l’utilisation de systèmes séparés pour les FOD et les oiseaux. En plus de cela, il faut désormais prendre en compte les drones.

Nordic Radar Solutions a tenté de résoudre ce problème avec sa technologie FODDBASA en créant un système intégré pour résoudre les trois problèmes à la fois afin d’améliorer la rentabilité tout en utilisant moins de radars par aéroport. “Je pense que nous avons une technologie radar plutôt unique”, a déclaré Elmkjær. “Le système trois en un est notre argument de vente unique.”

Radar de précision

Les radars que sa société a mis au point fonctionnent dans une bande de fréquence du spectre électromagnétique plus élevée que celle de certains autres systèmes, dans le but de détecter des objets inférieurs à 1 centimètre. L’utilisation de ce spectre dit de la bande Ka à environ 35 gigahertz (GHz) est combinée à des antennes très sensibles pour détecter les signaux faibles de loin.

Cependant, alors qu’Elmkjær estime que le projet initial a été un succès à 70 %, son équipe a constaté que la fréquence radar n’était pas assez élevée pour les niveaux de performance requis.

Mais il est certain qu’il sera possible d’obtenir les bonnes performances avec quelques ajustements. Nordic Radar Solutions a déjà développé un système qui fonctionne de 92 à 98 GHz, qui doit maintenant subir des tests supplémentaires. “J’ai le sentiment que nous allons bientôt en faire un produit commercial”, a déclaré Elmkjær.

Selon lui, une grande partie du potentiel vient d’Asie et du Moyen-Orient, où de nombreux aéroports sont prévus et où les systèmes hérités ne sont pas encore en place. “En Asie et au Moyen-Orient, ils planifient de nouveaux aéroports et ils disposeront de la technologie la plus récente disponible”, a déclaré Elmkjær. “Il est plus facile d’installer ce type de systèmes lorsque vous planifiez des aéroports.”

Des emplacements établis tels que l’aéroport de Copenhague ont également manifesté leur intérêt.

De plus, Nordic Radar Solutions proposera les systèmes séparément. “Certains sont heureux d’entrer uniquement avec un système FOD uniquement, mais avec la possibilité d’acheter les modules complémentaires nécessaires pour disposer de la solution complète trois en un.” D’autres, comme les aéroports militaires au Danemark et en Belgique, s’intéressent davantage aux systèmes de détection de drones.

En fin de compte, de tels systèmes radar présentent de grands avantages lorsque l’on envisage l’alternative de ne pas en avoir, a déclaré Elmkjær. “Ces systèmes sont abordables par rapport à la quantité de dommages qui peuvent survenir si vous ne détectez pas que quelque chose de grave pourrait arriver”, a-t-il déclaré.

Fenêtres de performances

À bord des aéronefs, certaines caractéristiques doivent être affinées et améliorées à la fois pour la sécurité et les avantages opérationnels à mesure que la technologie aéronautique progresse. Cela inclut des fenêtres capables de gérer les impacts d’oiseaux à des vitesses plus rapides et offrant des fonctions anti-givrage et anti-buée.

Le projet Wimper s’est concentré sur le développement de pare-brise et de revêtements de fenêtre. Ils sont destinés à être utilisés dans des avions de pointe de type hélicoptère développés par Airbus dans le cadre du projet Clean Sky 2 financé par l’UE, qui vise à développer des technologies de transport aérien plus propres pour une économie plus verte.

Le Racer, un avion de démonstration qui serait sur le point d’effectuer son vol inaugural plus tard cette année, devrait voler à plus de 400 kilomètres à l’heure, contre une vitesse de pointe moyenne d’environ 260 kilomètres à l’heure pour un hélicoptère.

L’objectif est d’optimiser le compromis entre vitesse, rentabilité et performances, tout en démontrant l’avantage de la grande vitesse pour des missions telles que les services médicaux d’urgence et de secours.

Matthias Tretter, responsable de la R&D chez KRD Sicherheitstechnik à Geesthacht, en Allemagne, qui fabrique des produits sous la marque Kasiglas et a dirigé le projet Wimper, a expliqué que sa société fabriquait des hublots d’avion depuis quelques années en utilisant des matériaux en polycarbonate résistants aux chocs qui fonctionnent bien sur les bas- hélicoptères rapides. Cependant, le Racer a rendu nécessaire la mise à niveau des fenêtres pour les situations à plus grande vitesse.

La structure des fenêtres n’a pas nécessité beaucoup de modifications autres que quelques changements d’épaisseur. Les principales modifications concernaient les revêtements des fenêtres, a déclaré Tretter. Pour cela, son équipe a utilisé un glacis léger, tandis que les techniques de collage ont été exploitées pour éviter l’utilisation de vis plus lourdes qui créent également des trous dans les fenêtres.

“Nous avons montré que nous pouvions résister aux impacts d’oiseaux avec cette très fine épaisseur de polycarbonate”, a-t-il déclaré. “Vous avez cette fenêtre en polycarbonate avec une résistance aux impacts d’oiseaux et en plus, vous avez des revêtements fonctionnels pour la résistance à l’abrasion. Les tests ont été effectués avec des” oiseaux en gelée “fabriqués à partir de gélatine, les fenêtres étant capables de résister aux impacts à grande vitesse”, a déclaré Tretter.

Protection contre la glace

Non seulement cela a été un succès, a-t-il dit, mais KRD a également réussi à ajouter des capacités anti-buée et anti-givrage de pointe à l’intérieur et à l’extérieur des fenêtres, créant un avantage significatif pour les hélicoptères.

Le grand avantage de l’utilisation de tels revêtements est que des fonctions peuvent être ajoutées aux fenêtres sans réduire leur transparence. Il offre également la possibilité de réduire le besoin de systèmes de chauffage et de climatisation, ce qui permet de réduire le poids et la consommation d’énergie des futurs vols.

Ces fonctions promettent toutes de conduire à un vol meilleur, plus sûr et plus efficace, a déclaré Tretter.

“Si vous n’avez pas de glace et que vous n’avez donc pas besoin de chauffage pour la fenêtre, vous pouvez vous envoler plus vite”, a-t-il ajouté.


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Fourni par Horizon : le magazine européen de la recherche et de l’innovation

Citation: Décollage et atterrissage plus sûrs avec un radar à la pointe de la technologie et des fenêtres plus résistantes (13 avril 2022) récupéré le 13 avril 2022 sur https://techxplore.com/news/2022-04-safer-take-off- état de l’art-radar-plus-dur.html

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