Représentation aérodynamique de l’aile de l’UAS-S45 avec et sans déformation. (Image: SUBSTANCE, École de technologie supérieure)

— Par Luc Boily

Dans son bulletin Actualité scientifique et Innovation SUBSTANCE du 8 novembre 2022, l’École de technologie supérieure (ÉTS) de Montréal a inclus un article de recherche publié le 26 octobre dernier intitulé « Nouvelles technologies d’aile déformable pour les drones de l’avenir ». Vous avez bien lu! Selon les auteurs – Musavir Bashir, Simon Longtin-Martel, Ruxandra Botez et Tony Wong (de la Chaire de recherche du Canada en technologies de modélisation et simulation des aéronefs) – les ailes déformables permettent à un aéronef de voler plus efficacement que les ailes fixes classiques. Une telle propriété permet à l’aile de modifier sa forme géométrique en vol et de maximiser la performance aérodynamique de l’aéronef.

Évidemment, la technologie des ailes déformables présente plusieurs défis, mais ses concepteurs sont d’avis qu’elle jouera un rôle important dans l’avenir de l’aviation, en raison de son efficacité énergétique accrue et de sa réduction des émissions de gaz à effet de serre (GES). Le concept développé par les chercheurs est l’optimisation aérodynamique de la déformation du bord d’attaque du nez (DNLE – pour Droop-Nose Leading-Edge) sur un drone bien connu : l’UAS-S45. Pour y arriver, les chercheurs ont mis à profit un algorithme novateur appelé l’optimisation de la veuve noire (BWO – pour Black Widow Optimization). Ils ont ainsi réussi à améliorer les performances aérodynamiques tout en minimisant la traînée et en maximisant l’endurance aérodynamique en phase de vol de croisière. Les études numériques ont validé l’efficacité de la stratégie d’optimisation, à savoir une réduction de la traînée de près de 12,18 % et une augmentation de l’endurance aérodynamique de près de 10 %. Ces résultats indiquent à quel point l’aile déformable du bord d’attaque peut améliorer l’efficacité aérodynamique de la voilure de l’UAS-S45.

« La technologie des ailes déformables est l’avenir de la conception aéronautique. Les drones pourraient voler efficacement dans diverses conditions en changeant la forme de leurs ailes durant le vol, comme les oiseaux », peut-on lire en conclusion de l’article scientifique. La technologie des ailes déformables optimise le rendement énergétique et la maniabilité. L’optimisation DNLE a été conçue pour augmenter les performances aérodynamiques de l’UAS-S45 en phase de croisière pour un angle d’attaque de 2°. La voilure optimisée DNLE démontre une baisse du coefficient de traînée à 0,00678 par rapport à la voilure de référence. En outre, une amélioration jusqu’à 15,22 % de l’efficacité aérodynamique a été réalisée en augmentant le rapport portance/traînée pour la voilure optimisée de l’UAS-S45.