Un modèle d’aile innovant fait progresser la conception des aéronefs de demain
L’objectif de la vision européenne de l’aviation est que 90 % des voyageurs de la région effectuent leur trajet de porte-à-porte en moins de 4 heures d’ici à 2050. Il est essentiel de disposer d’aéronefs innovants pour atteindre cet objectif. Utiles pour le transport de passagers, les giravions peuvent également fournir de nouvelles capacités de transport pour l’avenir de la mobilité aérienne. Avec une «distance de l’heure d’or» accrue, ces machines conviennent parfaitement aux missions pertinentes comme la recherche et le sauvetage, les urgences médicales, la surveillance et le maintien de l’ordre. La conception de giravions plus rapides et plus durables représente un défi. Toutefois, le projet FORMOSA, financé par l’UE, a vu le jour dans le but de concevoir les surfaces de contrôle des ailes du Next-Generation Civil TiltRotor développé par Leonardo S.p.A dans le cadre de la Fast RotorCraft Innovative Aircraft Demonstrator Platform du programme Clean Sky 2. «La plateforme Fast RotorCraft offrira une vitesse, un rayon d’action et une productivité accrus pour combler l’écart entre les hélicoptères traditionnels et les autres plateformes à voilure fixe, et FORMOSA apportera sa contribution en proposant une architecture plus légère, plus simple et plus efficace pour les composants aérodynamiques des ailes des rotors basculants», explique Vincenzo Muscarello, coordinateur du projet FORMOSA.
Une conception innovante des ailes des rotors basculants
L’équipe de chercheurs du Politecnico di Milano en Italie et du CEiiA, le Centre d’ingénierie et de développement de produits au Portugal, a eu la lourde tâche de concevoir une aile qui devait répondre à différents critères pour le Next-Generation Civil TiltRotor. L’architecture de l’aile devait être une surface mobile unique capable d’intégrer différentes fonctions, notamment le roulis, le contrôle des volets et la réduction de la portance négative, c’est-à-dire la diminution de la traînée aérodynamique de l’aile lors du décollage. Le tout avec une charge minimale pour favoriser le stockage du carburant. Il fallait également réduire le nombre et le poids des actionneurs ainsi que la complexité du système d’actionnement, en évaluant les systèmes hydrauliques et les systèmes électriques innovants destinés à la production d’énergie. «La conception de la surface de contrôle et la sélection de ses actionneurs ont nécessité une évaluation correcte des charges aérodynamiques lors des différentes manœuvres que l’aéronef doit effectuer pour voler en toute sécurité», décrit Vincenzo Muscarello. Pour relever ce défi, l’équipe a mis au point une nouvelle méthodologie pour la conception, qui combine les approches des simulations aérodynamiques multicorps et de moyenne fidélité. Le consortium FORMOSA a proposé une conception qui intègre à la fois le volet et le flaperon sur la même surface, ce qui facilite leur utilisation et réduit le poids de la surface mobile. La configuration finale de l’aile a permis de réduire de 9 % la portance négative en mode hélicoptère par rapport à la première conception originale. «Elle permet de réduire la consommation de carburant lors des manœuvres de décollage et d’atterrissage verticaux, conformément aux objectifs du https://www.clean-aviation.eu/programme-overview-and-structure (programme Clean Aviation)», déclare Vincenzo Muscarello. Selon le coordinateur du projet, la conception finale présente également un impact remarquable lors du vol en mode avion, en améliorant les performances de roulis grâce à une réduction de 25 % du temps d’inclinaison, c’est-à-dire le temps nécessaire pour atteindre l’angle d’inclinaison requis pour réaliser un virage. Le projet a également développé et testé une maquette fonctionnelle de l’aile à l’échelle 1:1, démontrant ainsi la fonctionnalité de la surface de contrôle mise au point.
En route vers la mobilité du futur
Grâce à la technologie développée par FORMOSA, il est possible d’optimiser davantage la configuration de ce giravion, en tenant compte également des opérations de décollage, d’atterrissage et d’approche courts. «Les rotors basculants soutiendront la croissance attendue du transport aérien, en contribuant aux objectifs de voyages sûrs, sécurisés, rapides, abordables et respectueux de l’environnement», note Vincenzo Muscarello, qui ajoute que la recherche de nouvelles solutions pour l’architecture des rotors basculants renforcera la compétitivité et l’innovation de l’Europe.
Mots‑clés
FORMOSA, rotor basculant, giravion, Next-Generation Civil TiltRotor, conception d’aile, aérodynamique, aviation propre, mobilité aérienne, Clean Sky 2
