Otto Celera : l'avion qui défie les lois de l'aérodynamisme

Le Celera 500L et le Celera 800 sont deux avions d'affaires révolutionnaires développés par Otto Aviation. Ils partagent de nombreuses caractéristiques communes, notamment un design unique en forme de zeppelin pour maximiser l'écoulement laminaire et réduire la traînée. Cependant, il existe également des différences importantes entre les deux modèles.

L'Otto Celera 500L est un avion d'affaires léger conçu et développé par Otto Aviation, une startup américaine basée à Yorba Linda, en Californie. Le prototype aérodynamique a effectué son premier vol en 2018, suivi d’une dizaine de vols d'essai couronnés de succès.  Conçu pour transporter six passagers ; il est propulsé par un seul moteur à piston. Cet avion d’affaires futuriste devrait entrer en service en 2025.

L'avion d’affaires léger qui voulait surpasser les autres

Un nouvel avion d’affaires se profile à l’horizon, et il devrait défier l’industrie avec un transport moins cher et plus écologique. Imaginé par William Otto, fondateur de la société d'enquête sur les accidents d'aviation Otto Laboratories, le Celera 500L est un étrange avion ressemblant à un dirigeable pouvant accueillir jusqu'à six personnes. Celui-ci promet de bouleverser le monde de l'aviation privée en offrant un long rayon d'action, une croisière rapide et des coûts d'exploitation réduits, facilitant ainsi les voyages d'affaires à un marché plus large de passagers.


Celera 500L

Son corps en forme de zeppelin peut paraître inhabituel, mais son apparence futuriste vise à tirer le meilleur parti du flux laminaire.  En effet, si les avions supersoniques peuvent atteindre deux fois la vitesse des avions conventionnels, les avions transsoniques « super-laminaire » (TSL), quant à eux, peuvent atteindre deux fois l’efficacité des avions traditionnels grâce à un flux laminaire.
 

L'écoulement laminaire est un phénomène de dynamique des fluides présents dans la nature. Il se caractérise par un écoulement fluide et organisé des masses d’air dans ce cas. Lorsque celles-ci s'écoulent sur des surfaces selon un écoulement laminaire, par opposition à un écoulement turbulent, la traînée de friction cutanée est réduite de 80 %.

Ainsi, les avions transsoniques capables d'atteindre des degrés élevés d'écoulement laminaire ou « super-laminaires » sont considérés comme le Saint Graal de la conception aérodynamique. Mais, alors que jusqu'à présent, les techniques conventionnelles de fabrication de l'aluminium ne respectaient pas les normes de précision et d'ondulation requises pour maintenir un écoulement laminaire en vol, la société Otto entame, à partir de 2007, un voyage de plusieurs décennies pour développer des techniques prédictives de dynamique des fluides computationnelle (CFD) à écoulement laminaire avec des données d'essais en vol. Ces nouvelles techniques prédictives ont permis à la société d'optimiser les formes des avions pour atteindre un degré élevé d'écoulement laminaire.
 

Celera 500L

Grâce à de nouvelles techniques de fabrication de très haute précision, ces nouvelles formes peuvent être fabriquées à partir de matériaux avancés en fibre de carbone pour obtenir de manière fiable un écoulement laminaire en vol, réduisant considérablement la traînée de plus de 30 %. Cet avion est fabriqué donc sans rivet, couture ou espace dans les régions critiques d’écoulement laminaire. En 2017, Otto a mis ces technologies à profit dans le cadre d'un programme d'essais en vol de trois ans dans le démonstrateur technologique à grande échelle Celera 500L avec une réduction de 59 % de la traînée par rapport à un avion traditionnel de taille similaire.

La vitesse de croisière devrait dépasser 740 kms par heure, avec une autonomie d’environ 7240 kms. Bien qu'il ne transporte que six passagers, ceux-ci disposent d’une hauteur de cabine d’ un peu moins de deux mètres et un aménagement entièrement en classe affaires.

Comparé à d'autres avions de sa catégorie, comme le Beechcraft King Air 350 ou le Citation CJ3+, le volume de sa cabine est de 13 m3 contre 11m3 pour le Beechcraft et 9 pour le Citation.
 

Celera 800

Aussi, le Celera 800 qui remplacera le prototype 500L substituera les fenêtres traditionnelles par des fenêtres numériques panoramiques sans éblouissement appelées « fenêtres surnaturelles ». Celles-ci améliorent le flux laminaire et réduisent le poids, augmentant ainsi les performances de l'avion et offrant une cabine 20 % plus grande.

Plus propre, plus écologique et moins cher

Selon le constructeur, le Celera peut voler avec une économie de carburant comparable à celle de certaines voitures électriques, parcourant environ 29 à 40 kms tous les 4 litres. Ainsi, les coûts d’exploitation peuvent être aussi bas que 328 $ l’heure, comparativement aux 2 100 $ l’heure d’un avion à réaction comparable.

De plus, la réduction de la traînée fait baisser la consommation de carburant de l’avion, réduisant ainsi le volume de carburant et le poids requis pour accomplir une mission. Moins de carburant réduit la taille des ailes, des systèmes de propulsion et des structures de support. Les coûts d'acquisition, de production et de maintenance sont également réduits grâce à des systèmes d'avions plus petits et plus légers.
 

Ainsi, tout en brûlant des carburants SAF plus chers, le Celera 800 atteindra des coûts d'exploitation directs deux fois moins élevés que ceux d'avions comparables.

Le groupe motopropulseur est un moteur Red A03, qui est un V12 à six cylindres refroidis par liquide, chaque groupe étant capable de fonctionner de manière totalement indépendante. La certification de la centrale a déjà été délivrée par l'EASA et la FAA, y compris le fonctionnement du Jet A1 et du biodiesel.

Bill Otto Jr., le PDG d'Otto Aviation, déclare à propos de ce défi technologique :

« La conception en forme de balle du Celera 500L est le résultat de l'utilisation d'un écoulement laminaire étendu sur les surfaces du fuselage, des ailes et de la queue. Nos objectifs sont la certification de type Partie 23 et la mise en service d'ici 2025. »