Modéliser la structure des ailes adaptables
En dépit de tous les progrès techniques réalisés ces dernières décennies dans la conception des avions, les ailes restent principalement rigides. Les travaux ont principalement cherché à optimiser des ailes fixes durant le vol de croisière, sans changement d'altitude ni de direction. Dans l'idéal, les ailes doivent changer de forme ou de courbure en fonction de la vitesse, notamment au décollage et à l'atterrissage. Les scientifiques du projet MAWS (Modelling of adaptive wing structures), financé par l'UE, ont conçu un outil mathématique qui utilise des modèles d'ordre réduit de la structure des ailes, afin d'améliorer leur comportement aérodynamique. Ils ont alors appliqué une méthode inverse de conception, pour déterminer la répartition de la rigidité sur l'aile, et donc de sa structure interne. Ils ont aussi pu définir la taille et l'emplacement des structures adaptables et des actionneurs. Les chercheurs voulaient notamment utiliser les méthodes de panneaux pour modéliser la forme aérodynamique de l'aile en divers points de l'enveloppe de vol. Le but était d'obtenir la déformation aéroélastique voulue d'une aile la plus légère possible. Pour faciliter la conception d'une aile à géométrie variable, les scientifiques ont appliqué les concepts de longeron rotatif, de longeron mobile et d'embout de longeron mobile. Ces structures peuvent modifier leur rigidité en flexion et en torsion, ainsi que la position du centre de cisaillement de la section d'aile. L'équipe a conclu que même pour un vol à basse vitesse, les dispositifs adaptables pouvaient réaliser les formes aérodynamiques requises pour tous les éléments de l'enveloppe de vol. Cependant, la modification minimale de la forme de l'aile ne s'obtenait qu'en associant la structure adaptable avec des concepts d'aile asymétrique. Les techniques de modélisation de MAWS facilitent le respect des normes exigeantes du conseil consultatif ACARE en Europe. Les dispositifs adaptables diminueront la consommation de carburant des avions, ainsi que leur bruit. Ils pourraient conduire à des avions plus compétitifs, et contribuer à renforcer l'industrie aérospatiale de l'Europe.
Mots‑clés
Modélisation, aile adaptable, aéroélastique, comportement aérodynamique, rigidité
