l'aile AFRL à camber morphing prend son envol

L'Air Force Research Laboratory (AFRL, Wright-Patterson Air Force Base, Ohio, États-Unis) a récemment terminé avec succès la démonstration en vol d'une technologie révolutionnaire d'aile à cambrure qui pourrait augmenter considérablement la portée et les performances de l'avion.

L'aile à cambrure variable (VCCW) développée par l'AFRL est capable de changer de forme pour améliorer les performances aérodynamiques et s'adapter à diverses conditions de vol et missions. La cambrure de l'aile, ou la forme de la surface de l'aile, est un élément fondamental du vol aérodynamique. Les ailes conventionnelles avec des surfaces de contrôle articulées discrètes ont une plus grande traînée, tandis que les ailes avec une cambrure douce sont efficaces et maniables. La possibilité de transformer l'aile en fonction des conditions aérodynamiques donnerait à un avion une portance accrue en cas de besoin sans pénalité de poids - généralement au décollage et à l'atterrissage - et une plus grande efficacité énergétique et une plus grande maniabilité en vol.

Cette expérience en vol a démontré la deuxième itération du VCCW, une version plus petite et plus compacte que la première, qui a été utilisée principalement dans les expériences en soufflerie. Cette aile de huit pieds a été conçue pour être pilotée sur un avion télécommandé standard, simulant un véhicule aérien sans pilote. Au cours de la série de vols, tenue en septembre et octobre 2019, l'aile a volé à basse vitesse, effectuant un certain nombre de manœuvres et démontrant un contrôle actif de la forme pour une réduction optimisée de la traînée et une agilité accrue.

Peau composite monobloc

Le VCCW présente une construction de peau lisse et continue, qui non seulement réduit le bruit en éliminant les surfaces coupantes et les espaces, mais améliore également les performances aérodynamiques. Selon le Dr James Joo, chef de l'équipe AFRL Advanced Structural Concepts et responsable du programme VCCW, l'amélioration de l'aérodynamisme se traduit par des économies de carburant potentiellement importantes.

« Les premières estimations montrent que la technologie VCCW permet de réduire de 10 % la consommation de carburant des avions », a déclaré Joo. « C'était l'un de nos principaux objectifs, et cela correspond aux efforts de l'Air Force pour réduire les coûts énergétiques globaux. »

Selon un article de décembre 2019 dans TechBriefs.com :

« L'aile peut remodeler activement le carrossage du profil aérodynamique jusqu'à 6 % et toute la peau est sans couture, continue et constituée d'une peau composite monobloc non extensible . La forme conforme et lisse de l'aile est obtenue par une déformation élastique répartie du mécanisme conforme sous-jacent et un changement de forme 3D est également possible grâce à la variation du carrossage dans le sens de l'envergure à l'aide d'un système d'actionnement réparti le long de l'envergure. Le contrôle d'actionnement unique pour la déviation du bord d'attaque et du bord de fuite est un autre aspect très unique du VCCW par rapport aux technologies précédentes. Il a été fabriqué à l'aide d'une technologie de fabrication de pointe permettant une solution légère, à faible consommation d'énergie et à faible coût. »

Avancement de la technologie des ailes flexibles

Jared Neely, ingénieur de recherche AFRL et concepteur de l'aile morphing, a qualifié cette démonstration d'étape importante dans l'avancement de la technologie des ailes flexibles pour les combattants.

« Le succès de cette démonstration nous a donné confiance dans le fait que cette technologie peut être utilisée pour des véhicules de classe supérieure, afin de tirer parti des nombreux avantages que cette technologie peut réellement offrir. »

Joo a ajouté que bien que d'autres organismes de recherche aient exploré le concept de carrossage morphing, la version d'AFRL est unique car il s'agit d'une véritable aile flexible sans aucune surface de contrôle discrète pour aider au décollage et à l'atterrissage. Cette surface sans couture peut augmenter la portée globale, ce qui la rend idéale pour une variété de plates-formes à longue portée. Il dit que l'équipe continuera à affiner le concept et à rechercher d'autres façons dont il peut profiter aux avions existants.

"Nous sommes ravis du succès de cette démonstration", a déclaré Joo. "Nous continuons d'explorer les opportunités que cette technologie peut offrir pour le développement futur des avions de l'Air Force."