La PME AERO COMPOSITES INNOVATIONS FLY-R vient de réaliser le 100ème vol d’essai de sa nouvelle gamme de drones avec des géométries d’ailes innovantes. L’occasion de nous pencher sur cette configuration particulière.
https://www.ac-innov.com/news/r%c2%b2-150-100th-flight/
La caractéristique principale d’un avion à aile rhomboïde est son absence de surface verticale pour sa stabilité et son contrôle en lacet en plus de l’absence de surface horizontale pour sa stabilité et son contrôle en tangage.
Ainsi les drones à aile rhomboïde sont particulièrement bien adaptés pour des applications militaires de sécurité et/ou de surveillance civile, leur utilisation s’avérant idéale dans des conditions météorologiques difficiles grâce à leur niveau de performances supérieur à celui d’avions traditionnels à aile cantilever.
Les avantages de l’aile rhomboïde versus une aile classique de même surface alaire :
o Une envergure diminuée de moitié ;
o Une diminution de la trainée ;
o La masse structurale diminuée d’environ un tiers, grâce à la géométrie des ailes entre elles ;
o Une grande plage de vitesse avec un rapport portance/trainée relativement élevé et constant ;
o Une très grande manœuvrabilité ;
La possibilité de générer des forces latérales par un mixage unique des surfaces de contrôle des deux ailes.
Comment ça marche ?
Le concept de base est très similaire à celui de l’aile volante Horten, développée par des ingénieurs allemands. Ceux-ci ont fait progresser la théorie du lift en démontrant que la stabilité d’un oiseau, ou de leur aile volante, est due à une petite anomalie en bout d’aile – qui déporte au lieu de porter – et qui crée une stabilité, donc une possibilité de contrôle, en lacet. Dénuée de surface verticale – ni empennage, ni fuselage distinct-, l’aile volante Horten présente des avantages non négligeables sur le plan aérodynamique ainsi qu’une grande plage de vitesse.
Cependant, l’absence de fuselage – élément déstabilisant dans cette configuration aérodynamique – limite les capacités d’emport pour des applications autres que militaires. C’est alors qu’AC Innov se penche sur le concept d’une voilure dite « fermée » :
« En jouant simultanément sur les cambrures de l’aile avant et de l’aile arrière il est possible d’optimiser la finesse de l’avion, sans changement notable de son assiette, et ce sur toute sa plage de vitesse », explique François Varigas, dirigeant de la PME Réunionnaise. « De plus, l’aile rhomboïde, de par sa forme en losange grossier sous ses trois axes permet d’intégrer un fuselage tubulaire classique entre l’aile avant et l’aile arrière, permettant ainsi de répondre aux exigences de capacité d’emport des avions à vocation commerciale modernes».
L’aile rhomboïde est donc un biplan, extrêmement compact, très efficace de par sa voilure « fermée » qui peut s’assimiler à une voilure d’envergure infinie au niveau de la trainée induite tout en permettant une capacité d’emport de 30% supérieure à celle d’un avion classique grâce à la réduction de la masse structurale.
La contribution d’AirCar dans le projet :
La Direction Aérodynamique Aéroélasticité Acoustique (DAAA) de l’ONERA a apporté son expertise des calculs dits très haute-fidélité elsA afin d’évaluer les performances aéro – dynamiques des différentes versions du drone conçu par la PME. Ces calculs ont permis de modéliser finement les principaux phénomènes physiques autour de la configuration étudiée et donc d’évaluer précisément les performances aérodynamiques de ces configurations à ailes rhomboïdales. Les très nombreux essais en vol effectués depuis ont permis de confirmer l’ensemble des calculs et études préliminaires ainsi que les simulations de l’ONERA. Ils démontrent aussi la pertinence de cette formule aérodynamique et laisse entrevoir un gros potentiel pour des avions de taille et de masse plus importante.
Next :
Un drone à aile rhomboïde pouvant atteindre plus de 800km/h (régimes subsoniques et transsoniques).
