Des capteurs de fibres optiques pour les ailes adaptatives
L'initiative Clean Sky de l'UE pour des avions plus propres comprend le concept SWFA (Smart Fixed Wing Aircraft, aéronefs à voilure fixe intelligents) qui exploite les structures d'ailes adaptatives pour réduire la traînée. Financé par l'UE, le projet FOS3D («Fiber optic system for deflection and damage detection») développe une technologie de capteurs de FO pour des ailes adaptatives de composite. Les données de déflection seront transmises aux commandes piézoélectriques d'alliage à mémoire de forme pour un contrôle de rétroaction en boucle de la déflection. Le système de test non destructif utilisera une technologie d'émission acoustique (EA) pour une détection précoce de la présence, de l'emplacement et de la taille des dégâts ainsi que le suivi de la propagation des dégâts. Jusqu'à présent, les scientifiques ont analysé trois différents matériaux et géométries, simulant le comportement des ailes adaptatives pour calculer la répartition des contraintes au niveau du capteur à FO. Différentes formes de capteurs à FO ont également été étudiées par des expériences pour déterminer la gamme de mesure et la résolution. Les travaux expérimentaux ont été complétés par la simulation de modèles de méthodes des éléments finis en vue d'étudier la propagation d'ondes ultrasoniques dans le cas d'une émission acoustique. Les premiers tests de performance des capteurs dans l'une des trois géométries (un panneau de plastique renforcé de fibres de carbone) ont confirmé les prévisions du modèle en ce qui concerne la gamme des déformations mesurables. Les tests ont également démontré la capacité du capteur à mesurer la déflection et les phénomènes d'EA en même temps. Les prochains avions pourraient être équipés de composites à auto-détection exploitant des capteurs à FO légers et abordables. Les mesures simultanées de la déflection des ailes adaptatives et du suivi de l'intégrité structurelle de ces structures au cours de la déformation réduiront la consommation de carburant et les émissions tout en renforçant le niveau de sécurité. Des réductions considérables au niveau des coûts de maintenance et de fonctionnement auront aussi un important impact sur la compétitivité de l'industrie aérospatiale européenne.
