La conception des ailes de morphage basé sur des connaissances

La conception des ailes de morphage doit répondre à deux exigences contradictoires. La peau extérieure doit être suffisamment flexible pour que la quantité minimum d'énergie soit consommée afin d'adapter la forme de l'aile. Dans le même temps, elle doit être suffisamment rigide pour conserver la nouvelle forme sous des charges aérodynamiques lorsque le mécanisme de morphage n'est pas actionné.

Des chercheurs du projet financé par l'UE MOSKIN (Morphing skin with tailored non-conventional laminate) ont proposé une approche basée sur l'optimisation de l'aérodynamique, la rigidité et l'actionnement pour une forme de morphage donnée. La forme optimale peut garantir les performances aérodynamiques alors que les mécanismes et les matériaux répondent aux exigences cinématiques et structurelles.

L'équipe du projet a développé un logiciel de modélisation des éléments finis pour évaluer les déformations et les sensibilités correspondantes qui sont utilisées pour optimiser la rigidité des laminés à épaisseur variable. Les propriétés des laminés mises à jour sont ensuite entrées dans le code et la boucle continue jusqu'à ce que la peau développée puisse prendre la forme cible prédéfinie.

Les membres de MOSKIN ont démontré les capacités de la procédure d'optimisation à plusieurs étapes avec un panneau de fibres droit d'une épaisseur variable. Le panneau développé a été fabriqué avec une machine à placement de fibres automatisée et testée à l'aide de sacs de sable, rassemblant les charges aérodynamiques. Les déviations mesurées étaient en accord avec les résultats de l'analyse des éléments finis.

Le logiciel de personnalisation des éléments composites du projet doit trouver des applications dans les industries de l'aérospatiale, de l'automobile et de l'énergie éolienne où la conception des structures composites classiques et non classiques peut être amélioré. Les améliorations au niveau du design signifieront au final un meilleur comportement aéro-élastique ainsi que de meilleures propriétés aux niveaux thermique et des vibrations.