Une équipe du MIT et de la NASA dirigée par Neil Gershenfeld développe un nouveau type d’aile «morphing» qui, plutôt que d’utiliser des volets conventionnels, change de forme. Cette nouvelle aile est constituée de bandes superposées qui pourraient être assemblées par de petits robots, ce qui se traduit par des aéronefs plus simples à construire, consommant moins de carburant et avec une meilleure agilité.

Bien que nous soyons habitués à des ailes d’avion avec des volets mobiles qui contrôlent les mouvements de l’avion, la première machine volante construite par les frères Wright en 1908 a utilisé une technique différente appelée gauchissement d’aile. Au lieu d’ailerons inclinés attachés aux bords de fuite des ailes, le gauchissement utilise des fils et des poulies pour modifier la forme des ailes faites de bois et de toile pour accomplir la fonction que les ailerons et les volets font dans les avions modernes.

Selon l’équipe de la NASA / MIT, il y a eu de nombreuses tentatives pour relancer cette technologie, mais celles-ci comptaient sur les mécanismes à l’intérieur de l’aile pour la plier. Le problème est que cette machine se révèle généralement trop lourde et compliquée, ce qui compense toute augmentation de l’efficacité aérodynamique.

L’approche de la NASA / MIT est non seulement de supprimer le mécanisme interne, mais de redessiner fondamentalement la structure de l’aile de sorte qu’elle est capable de se plier par elle-même. Le design réalise cela en divisant l’aile en sous-segments légers et chevauchants. Ceux-ci sont soutenus par des blocs de construction modulaires réglables et activement déformables, appelés «matériaux numériques», qui sont faits de polymères renforcés de fibres de carbone qui peuvent être rapidement conçus et assemblés et permettent à l’aile de se déformer tout en maintenant une surface lisse et aérodynamique.

Cette approche modulaire permettrait de fabriquer et de combiner les pièces de support individuelles dans une variété presque infinie de formes qui pourraient être construites par des robots miniatures simples qui ramperaient le long de l’extérieur ou même de l’intérieur de la structure telle qu’elle est construite. Bien que les chercheurs aient déjà développé des prototypes de robots, ils ont construit la structure de test initiale à la main et ont utilisé des panneaux de revêtement au lieu d’écailles qui seraient utilisées pour la version finale.

Les unités utilisées ont été transformées manuellement en utilisant deux petits moteurs pour tordre les extrémités des ailes et plier l’aile uniformément sur toute sa longueur. Le but de cette pièce de test était de faire tourner l’aile de la même manière que si elle était faite d’écailles séparées au lieu de panneaux en ajustant la structure de façon à ce qu’elle se torde sur commande dans la forme aérodynamique souhaitée.

Jusqu’à présent, les essais en soufflerie ont montré que l’aile de test avait les propriétés aérodynamiques d’une aile conventionnelle pesant 10 fois plus. L’équipe a alors construit un drone s’envolant du sol manœuvré par un pilote d’essai certifié, qui l’a trouvé assez réactif pour faire de la voltige.

Neil Gershenfeld voit dans cette technologie non seulement des drones à longue portée super-efficaces, mais aussi des applications au-delà de l’ingénierie aérospatiale, notamment dans les éoliennes, les gratte-ciel, les ponts et les structures spatiales. Elle pourrait également être utilisée pour créer des robots souples qui peuvent se plier n’importe où sans articulations, tout en étant plus légers que des robots équivalents, mais qui peuvent maintenir le niveau souhaité de raideur pour le travail. Les réparations des machines construites avec les unités seraient moins chères et plus faciles car les unités endommagées pourraient être remplacées par des robots d’entretien avec de nouveaux.

http://online.liebertpub.com/doi/abs/10.1089/soro.2016.0032

http://news.mit.edu/2016/morphing-airplane-wing-design-1103