Etude de concepts de winglet adaptatif avec pour objectif l'amélioration du contrôle des charges et du comportement aéroélastique des avions de transport civil

Le morphing est aujourd’hui largement étudié afin d’améliorer les performances des avions et ainsi diminuer leur empreinte environnementale. Cet article présente une étude préliminaire de plusieurs concepts de winglet de type morphing, étude réalisée à l’Onera dans le but d’améliorer le contrôle des charges et le comportement aéroélastique de l’avion. La première étape a consisté à construire et valider un modèle aéroélastique à la fois précis et peu consommateur de ressources CPU, modèle capable de prendre en compte les disciplines de l’aérodynamique, la dynamique des structures et de la mécanique du vol pour traiter des avions flexibles libres-libres. Des modèles d’état aéroélastiques ont donc été construits à partir d’une réduction modale de la structure et d’une approximation par fractions rationnelles des forces aérodynamiques basée sur l’approche de Roger. Ils ont été validés par comparaisons avec des simulations haute fidélité (CFD-CSM) de couplage fluide-structure. La mécanique du vol a été prise en compte par couplage de ces modèles d’état avec le logiciel AVL. La deuxième étape a consisté à concevoir une aile de référence réaliste équipée d’un winglet conventionnel. Quatre concepts de winglet morphing ont ensuite pu être évalués : un winglet