Flambées d'avion inspirées des plumes pourraient améliorer les performances en vol

Le plumage d'avion pourrait être la prochaine grande chose dans l'aviation.

Les ailes d'oiseaux sont profilées avec des rangées superposées de touffes plumeuses, s'étendant près de l'épaule. Ces "plumes cachées" aident les oiseaux à manœuvrer dans l'air. Elles pourraient aussi améliorer les performances des avions. Selon des chercheurs, recouvrir les ailes des avions de rangées de volets légers imitant les plumes cachées peut augmenter la portance, réduire la traînée et prévenir le décrochage, rapporte le 28 octobre dans les Actes de l'Académie nationale des sciences.

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De nombreux avions ont déjà des volets et des aérofreins sur leurs ailes. Mais contrairement à ces composants, les volets inspirés par le vivant se déploieraient passivement lorsque les ailes rencontrent un flux d'air en approche à un angle élevé, un scénario connu sous le nom d'angle d'attaque élevé. "Ils ne sont pas contrôlés par un moteur ou un actionneur hydraulique", explique l'ingénieure 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 l'écoulement de l'air autour de profils d'ailes. Ils ont constaté que les volets influençaient l'écoulement de deux manières. Les volets placés près de l'avant d'un profil d'aile ont aidé à maintenir l'air circulant autour de celui-ci plus près de l'aile, ce qui a contribué à améliorer la portance et à réduire la traînée. Ajouter plus de rangées de volets a amplifié cet effet.

Ils ont également constaté qu'installer une seule rangée de volets près de l'arrière d'un profil d'aile bloquait l'écoulement d'air à haute pression près du bord de fuite de s'avancer vers l'avant de l'aile. C'est important car une basse pression dans cette zone est nécessaire pour produire de la portance, explique Wissa. En ajoutant cinq rangées de volets aux profils d'ailes, l'équipe de Wissa a constaté une amélioration de la portance allant jusqu'à 45 % et une réduction de la traînée de 31 %.

Des tests ultérieurs avec des avions téléguidés ont également montré que les volets atténuaient le décrochage, un phénomène qui implique une perte soudaine de portance à des angles d'attaque élevés, élargissant la plage d'angles d'attaque de l'appareil de 9 %. Les volets ont également amélioré la stabilité en vol, note Wissa.

Cette plage élargie pourrait être particulièrement utile lors de vols sous des rafales de vent puissantes, ou lors d'atterrissages sur des pistes très courtes. Sans les volets, vous pourriez ne pas être en mesure d'effectuer de telles manœuvres en toute sécurité, explique Wissa. "Mais maintenant, vous le pouvez."