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La nouvelle procédure de vol de l'étudiant du MIT réduit les émissions de CO2 et la pollution sonore

La nouvelle procédure de vol de l'étudiant du MIT réduit les émissions de CO2 et la pollution sonore


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L'année dernière, Jacqueline Thomas, étudiante diplômée au Département d'aéronautique et d'astronautique (AeroAstro) du MIT, a proposé un concept qui pourrait améliorer l'aviation sans avoir à modifier un seul avion.

Son idée d'une «approche de décélération retardée» a été conçue comme un moyen de s'attaquer à deux problèmes majeurs auxquels l'industrie aéronautique est confrontée: les émissions de carbone et la pollution sonore.

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Relever les défis de l'industrie aéronautique

Dans le cadre de la dernière année de son doctorat. étudiante au MIT, Jacqueline Thomas a proposé ses grandes lignes pour une nouvelle procédure de vol à suivre par les pilotes lors de l'atterrissage qui améliore la pollution sonore ainsi que les émissions de carbone.

Thomas a fait sa proposition à Boeing dans le cadre de leur programme ecoDemonstrator (ecoD). Essentiellement, ecoD agit comme un accélérateur d'innovation «du banc au chevet». Il invite les chercheurs à présenter des idées pour améliorer la sécurité et l'efficacité de l'aviation.

En permettant aux propositions d'être accélérées dans la phase de test avec de vrais avions, ecoD permet à Boeing d'aider les étudiants à les aider à résoudre les défis de l'industrie aéronautique et de l'environnement.

Selon un rapport publié en octobre 2019 par l'Environmental Protection Agency, les voyages en avion représentent environ 2,5% des émissions mondiales de dioxyde de carbone. De plus, il augmente à un rythme beaucoup plus rapide que prévu. De plus, à mesure que le nombre de vols commerciaux augmente, il en va de même pour le nombre de plaintes relatives au bruit de la part de citoyens vivant sur les pistes de vol.

Changer les entrées pour réduire le bruit et les émissions

«Dès qu’un avion est construit, il est difficile de changer sa fonction. Il générera du bruit quel que soit l’état dans lequel il se trouve », a déclaré Thomas Nouvelles du MIT.

«J'ai choisi d'aborder le problème comme un système intégré - si vous pouvez changer l'entrée, vous pouvez changer la sortie. En d'autres termes, si vous ne pouvez pas modifier l'avion lui-même (la fonction), vous pouvez modifier la façon dont il a volé (les entrées). »

Étant donné que l'idée de Thomas permet aux compagnies aériennes de réduire le bruit et les émissions des avions existants sans avoir à modifier l'avion lui-même, elle a l'incitation supplémentaire d'être rentable pour les compagnies aériennes.

En utilisant son approche de «système intégré», Thomas a construit un cadre de calcul qui lui a permis d'analyser le bruit des avions et de mesurer si des changements à la procédure de vol opérationnel auraient l'effet souhaité.

L'analyse de Thomas comprenait des mesures de la manière dont les composants de l'avion se déplacent et interagissent pour générer du bruit, ainsi que des données de performance de vol, qui lui ont permis d'évaluer comment l'avion générait du bruit pendant l'accélération et la décélération.

Un modèle de bruit de survol complet

Avec ce cadre, Thomas a pu mettre en place un modèle de bruit de survol complet, qui pourrait ensuite être analysé par rapport aux données communautaires pour illustrer comment les modifications apportées aux entrées auraient un impact sur la pollution sonore dans les communautés voisines des aéroports.

«Ce qui a résulté de ce cadre était mon concept d'approche à décélération retardée, une nouvelle procédure de vol où l'avion reste proprement configuré le plus longtemps possible pendant l'approche, ce qui signifie que les volets, les lattes et le train d'atterrissage restent debout le plus longtemps possible, »Expliqua Thomas.

«Lorsque l'avion a une configuration propre, il est plus aérodynamique, créant moins de traînée et lui permettant de maintenir les moteurs à une puissance inférieure pendant une plus longue durée de vol. En conséquence, l'avion consomme moins de carburant, diminue les émissions de carbone et génère moins de bruit pour la communauté au sol. »

Tester la procédure avec de vrais avions

Grâce au programme ecoD, Thomas a remis sa procédure aux ingénieurs de Boeing à Seattle, Washington, qui l'ont communiquée à l'équipage d'un vol d'essai en temps réel via un fil de discussion que Thomas et son superviseur R. John Hansman, professeur d'aéronautique et directeur du Centre international du MIT pour le transport aérien, pouvait voir sur un ordinateur, à côté de l'emplacement de l'avion.

Immédiatement après l'atterrissage, l'équipage de conduite de l'avion a rejoint Thomas, Hansman et le groupe d'ingénieurs Boeing pour un débriefing.

«Les pilotes ont déclaré qu'ils se sentaient très à l'aise avec la procédure et qu'ils n'avaient rencontré aucun problème de volabilité», a déclaré Thomas. «Lorsque les modèles disent que cela fonctionne et présente tous ces avantages, et les pilotes disent 'oui, nous pouvons voler ceci », et un avion commercial exécute réellement la procédure et correspond aux prévisions des modèles, alors cela montre vraiment que nous pouvons le faire, et nous devrions le faire, car c'est un gagnant-gagnant pour tout le monde."

Si sa thèse de doctorat, basée sur son concept d '«approche de la décélération retardée» est tout à fait valable, Jacqueline Thomas a très probablement un bel avenir en magasin en tant qu'ingénieur. De manière assez impressionnante, Thomas a soutenu avec succès sa thèse à distance via un appel Zoom en raison de restrictions de coronavirus - une expérience qu'elle a qualifiée de «bizarre».

«Mon objectif pour le futur est d'en faire une procédure de vol standard», a expliqué l'étudiant du MIT. de vraies compagnies aériennes opérant aujourd'hui. »


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