fr.wedoany.com Rapport : La conception traditionnelle des avions optimise généralement leurs performances pour la phase de croisière, utilisant des surfaces de contrôle discrètes comme les volets pour s’adapter à différentes conditions de vol. La technologie des ailes déformables, par des changements géométriques continus, permet d’optimiser le profil de mission à toutes les phases de vol. Les polymères avancés et les composites sont essentiels à cette technologie, posant ainsi les bases des avions de prochaine génération, plus efficaces.
Les chercheurs utilisent une variété de matériaux pour développer des structures d’ailes déformables. Les composites à mémoire de forme, capables de reprendre leur forme initiale après une stimulation thermique ou électrique, conviennent aux peaux à rigidité variable. Les polymères renforcés de fibres de carbone offrent un excellent rapport résistance/poids, et les ingénieurs exploitent leurs propriétés directionnelles grâce au gauchissement aéroélastique. Les nanocomposites polymères peuvent encore améliorer les performances structurelles. Des élastomères comme le caoutchouc naturel ou le silicone sont utilisés pour les peaux souples, assurant une surface lisse et continue sous déformation, réduisant ainsi la traînée aérodynamique.
La conception d’une aile déformable nécessite l’intégration de la structure, des performances et de la détection. Les structures en treillis permettent une variation spatiale des propriétés des matériaux grâce à un gradient fonctionnel, rendue possible par les technologies de fabrication additive comme la photosynthèse numérique. En concevant des cellules unitaires avec des dimensions de poutre variant localement, l’aile peut rester rigide à la racine et flexible à l’extrémité. Les stratifiés composites bistables supportent deux configurations stables, réduisant ainsi la consommation d’énergie.
Les ailes déformables réduisent la traînée parasite et le décollement de l’écoulement en éliminant les charnières et les espaces. Le contrôle continu de la cambrure permet à l’avion d’ajuster son coefficient de portance, minimisant la traînée à différentes vitesses. Des études montrent que les ailes de drones à envergure variable réduisent la traînée de 23 % et améliorent la finesse. Le projet ACTE de la NASA a réalisé une réduction du bruit de 30 % lors des phases de décollage et d’atterrissage, grâce à la peau composite souple qui élimine les espaces traditionnels des volets.
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