Morphing – mouvement contrôlé et réversible de la géométrie d'une aile

Depuis les débuts de l'humanité, le rêve est de s'élever dans les airs. Se sentir libre et sans attaches, et voler comme un oiseau dans le ciel (photo 1).

Léonard de Vinci était déjà fasciné par la structure de l'aile d'un oiseau, par sa mobilité harmonieuse et son adaptabilité en vol. Sans parler de sa structure en filigrane (photo 2). Sa vision d'un engin volant s'inspirait donc de l'aile d'un oiseau.

Lorsque, au XIXe siècle, Otto Lilienthal commença à construire et à faire voler ses engins volants, de conception simple en bois recouvert de tissu, et qu’il fonda la première théorie de l’aérodynamique, en sachant qu’une aile courbée supporte davantage qu’une aile plate, il a franchi une nouvelle étape dans l’aviation (photos 3 et 4).

Au cours de l'histoire de l'aéronautique, des recherches ont été menées pour améliorer les ailes. De nouvelles formes, de nouveaux profils et de nouveaux ailerons ont été mis en place pour améliorer l'efficacité. À titre d'exemple, les ailes du Concorde, en forme de delta, ont été utilisées pour garantir la stabilité à grande vitesse.

Mais elles sont restées rigides.

Il n'est pas étonnant que, partout dans le monde, on cherche des moyens de redessiner les ailes, ce qui a conduit au « morphing », c'est-à-dire à une déformation réversible et variable de l'aile.

Un autre avantage de ce type de conception est qu’il permet d’éliminer toute mécanique et de conserver une surface homogène.

En 2021, l'ETHZ a présenté un modèle d'aile unique dotée d'extrémités mobiles, la

Léonard de Vinci.

Aile volante bionique.

Otto Lilienthal.

Modèle, avec aile standard.

Partie de l'aile mobile.

Revêtement de l'aile.

Aile volante bionique (photos 5 à 7). Documentation disponible sur YouTube. Le modèle en carbone à propulsion électrique a effectué avec succès son premier vol.

Coupe de l'aile mobile, à l'arrière.

Revenons au Tessin :

Le groupe de modélistes GARIV est prêt à participer à la réalisation du mémoire de fin d'études de l'étudiant Marco Fabio La Monica.

Il s'agit d'un mémoire portant sur une aile mobile, dite « morphing », qui est montée sur un modèle à aile haute afin de comparer son efficacité à celle d'une aile traditionnelle.

Voici maintenant une brève présentation du projet ; la partie technique sera présentée dans un prochain numéro.

Le modèle réduit d’avion : le fuselage et l’aile normale sont de construction classique, en bois et entoilés. Le moteur est électrique. L’aile « Morphing » est ici représentée en coupe transversale et sa structure sera expliquée plus loin.

Photos : Internet, ETHZ, Wolf Voeller, Marco Fabio La Monica

Esquisse du fuselage.