Le plumage des avions pourrait être la prochaine grande nouveauté dans l’aviation.
Les ailes des oiseaux sont profilées avec des rangées superposées de touffes de plumes, s'étendant près de l'épaule. Ces « plumes cachées » aident les oiseaux à se déplacer dans les airs. Ils pourraient également améliorer les performances des avions. Doubler les ailes des avions avec des rangées de volets légers qui imitent les plumes cachées peut augmenter la portance, réduire la traînée et empêcher le décrochage, rapportent des chercheurs le 28 octobre. Actes de l'Académie nationale des sciences.
De nombreux avions ont déjà des volets et des spoilers sur leurs ailes. Mais contrairement à ces composants, les volets bioinspirés se déploieraient passivement lorsque les ailes rencontraient un flux d'air venant en sens inverse sous un angle élevé, un scénario connu sous le nom d'angle d'attaque élevé (SN : 12/01/24). « Ils ne sont pas contrôlés par un moteur ou un actionneur hydraulique », explique l'ingénieur Aimy Wissa de l'Université de Princeton. De plus, « ils sont partout sur les ailes, pas seulement à l'arrière ou à l'avant ».
Lors d'expériences en soufflerie, Wissa et ses collègues ont étudié comment plusieurs rangées de volets affectaient le flux d'air autour des profils aérodynamiques. Ils ont constaté que les volets affectaient le flux de deux manières. Les volets placés près de l'avant d'un profil aérodynamique aidaient à maintenir l'air circulant autour de celui-ci plus près de l'aile, ce qui contribuait à améliorer la portance et à réduire la traînée. L'ajout de rangées supplémentaires de rabats a amélioré l'effet.
Ils ont également constaté que l’installation d’une seule rangée de volets près de l’arrière d’un profil aérodynamique empêchait l’air à haute pression près du bord de fuite de ramper vers l’avant de l’aile. C'est important car une faible pression dans cette zone est nécessaire pour produire de la portance, explique Wissa. L'ajout de cinq rangées de volets aux profils aérodynamiques a amélioré la portance jusqu'à 45 pour cent et réduit la traînée de 31 pour cent, a découvert l'équipe de Wissa.
Des tests ultérieurs avec des avions télécommandés ont également montré que les volets atténuaient le décrochage, un phénomène qui implique une perte soudaine de portance à des angles d'attaque élevés, augmentant ainsi la portée de l'angle d'attaque de l'engin de 9 %. Les volets ont également amélioré la stabilité du vol, note Wissa.
Cette portée accrue pourrait être particulièrement utile lors de vols dans de fortes rafales ou lors d’atterrissages sur piste très courts. Sans les volets, vous ne pourrez peut-être pas effectuer de telles manœuvres en toute sécurité, explique Wissa. « Mais maintenant, tu peux. »
