Un type d'aile d'avion radicalement nouveau qui change de forme en vol

• Les chercheurs ont développé et testé un nouveau type d'aile, assemblée à partir de nombreuses petites pièces identiques.
• Cette aile légère peut modifier sa forme pour contrôler le vol de l'avion.
• Cela pourrait améliorer considérablement l'efficacité de la production et de la maintenance des avions.

La plupart des avions existants ont une forme prévisible :deux ailes attachées à un tube. Il existe également d'autres composants comme un stabilisateur horizontal dans la queue et des modules mobiles attachés à l'engin qui permettent à l'avion de prendre de l'altitude et de tourner.

Mais des chercheurs du MIT et de la NASA travaillent sur un nouveau design d'avion qui semble radicalement différent des avions conventionnels. Ils ont développé et testé un nouveau type d'aile, assemblée à partir de nombreuses petites pièces identiques. L'aile peut modifier sa forme pour contrôler le vol et améliorer considérablement l'efficacité de la production et de la maintenance de l'avion.

Il a été testé dans la soufflerie de la NASA. Et la NASA n'est pas étrangère à la transformation des avions, compte tenu de l'AeroVironment RQ-14 Dragon Eye, du Boeing NB-52B, du Boeing X-40, du X-45 et d'un récent drone à 10 moteurs nommé Greased Lightning.

En quoi est-ce différent du design traditionnel ?

Pour gérer le roulis et le tangage de l'avion, les ailes traditionnelles nécessitent des surfaces mobiles individuelles. La nouvelle conception, d'autre part, incorpore un mélange de modules flexibles et rigides, permettant de déformer l'aile entière ou des parties de celle-ci.

Les petits sous-ensembles sont connectés les uns aux autres puis recouverts d'un film mince de matériau polymère similaire. Cela se traduit par une aile beaucoup plus légère et économe en énergie par rapport aux conceptions traditionnelles en composites ou en métaux.

Étant donné que chaque étape d'un vol - manœuvres, croisière, décollage et atterrissage - a son propre ensemble spécifique de paramètres d'aile, l'aile traditionnelle n'est entièrement optimisée pour aucun d'entre eux. Une aile qui peut se déformer dynamiquement selon les besoins peut offrir une meilleure configuration pour chaque étage, et donc une meilleure efficacité.

Référence :IOPScience | DOI :10.1088/1361-665X/ab0ea2 | MIT

Il répond automatiquement aux modifications de ses paramètres de charge aérodynamique et change de forme. En termes simples, il s'agit d'un système passif de reconfiguration d'aile auto-ajustable.

La longueur de la nouvelle aile est comparable à celle d'un avion monoplace. Les différentes parties de l'aile sont fabriquées par un procédé de fabrication bien connu appelé moulage par injection. Il ne faut que 17 secondes pour construire une seule pièce. De plus, le processus peut être facilement intégré dans des robots d'assemblage autonomes typiques, le rapprochant ainsi des niveaux de production évolutifs.

Crédit :NASA Ames Research Center

La densité du réseau résultant est de 5,6 kg/m ³ . Pour mettre cela en perspective, le caoutchouc a une densité de 1 500 kg/m ³ . Les deux ont la même rigidité, mais le nouveau matériau est presque 1/1000e fois la densité du caoutchouc.

Utilisations et applications

Étant donné que la structure globale de l'aile est constituée de petites sous-parties, la forme n'a pas d'importance. Les fabricants peuvent le mouler dans n'importe quelle forme qu'ils veulent.

Ce type d'aile peut être beaucoup plus efficace pour plusieurs autres applications. Cela pourrait augmenter les performances et réduire le coût des grandes structures légères et rigides. Et ceux-ci peuvent être facilement développés, modifiés et testés/retestés.

Lire :14 premiers avions volants expérimentaux uniques

L'une des applications les plus prometteuses dans un avenir proche concerne les pales d'éoliennes en forme d'aile (pourrait éliminer le problème du transport de pales plus longues) et les structures spatiales, telles que les antennes.