De nouveaux concepts d'ailes plus «verts»
Pour atteindre les objectifs ambitieux de l'aviation en termes de rendement et de performances, il faut mettre au point de nouveaux concepts, plus efficaces et réduisant la traînée. C'est le cas de l'aile à écoulement laminaire naturel, malgré une augmentation plus rapide et précoce de la traînée pour des Mach élevés. L'utilisation de SCB peut réduire considérablement la traînée en régime transsonique, mais l'on ignorait comment concevoir au mieux ces bosses pour une large plage d'utilisation, jusqu'au décrochage. Le projet NEXTWING («Numerical and experimental shock control on laminar wing»), financé par l'UE, s'est attaqué à ce problème. Ses deux membres visaient des directives pour concevoir des SCB dans diverses conditions de fonctionnement. Ils ont associé les calculs et les expériences. Le projet s'est achevé en février 2014 au terme de trois années d'activités. Les membres de l'équipe ont étudié la capacité des SCB à réduire la traînée ainsi que l'action des bosses en conditions de décrochage, et compilé des directives de conception des SCB. L'étude a porté sur la physique fondamentale des écoulements affectant les deux scénarios. Les travaux sur une aile à écoulement laminaire naturel ont montré la possibilité de concevoir des SCB améliorant le rendement aérodynamique d'ailes en flèche. Ils ont conduit à une amélioration de 18 % à puissance maximale pour l'aile étudiée, sans contrarier les performances en vol de croisière. Ces travaux élargissent la plage de vol possible pour un concept d'aile donné, applicable aux ailes en flèche et ailes finies faisant partie de la configuration complète d'un avion. D'autres travaux ont révélé que certains types de SCB pouvaient retarder le décrochage. Cependant et d'une manière générale, lorsque l'écoulement devient turbulent, les bosses ont tendance à renforcer l'effet. Le projet a aussi déterminé comment les bosses génèrent des tourbillons dans le sens de l'écoulement. Associés à d'autres résultats plus détaillés, ces travaux permettent de concevoir des bosses de contrôle de l'onde de choc qui génèrent aussi des tourbillons dans le sens de l'écoulement, sans perturber la couche limite. Ces tourbillons pourraient renforcer le contrôle, d'une manière comparable aux générateurs de tourbillons. Les travaux de NEXTWING ont amélioré la compréhension de l'aérodynamique des ailes, ce qui pourrait améliorer l'efficacité et les performances, et donc la durabilité de l'aviation.
Mots‑clés
Concepts d'ailes, écoulement laminaire naturel, aéronef, bosses de contrôle de l'onde de choc, réduction de la traînée, aviation, performance des aéronefs, aile à écoulement laminaire naturel, instabilités de l'écoulement de l'air, contrôle de la couche l