Aile volante
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Uneaile volantedésigne unaéronefne possédant nifuselage,niempennage,et dont l’ensemble des différentes surfaces mobiles nécessaires à sonpilotageest situé sur lavoilure.Par conséquent, lecockpitest intégré à l’aile qui embarque également lacharge utile(passagers, fret,missiles…) et le carburant.
En théorie, une aile volante offre la meilleure configuration quant au poids et aux propriétésaérodynamiques,et permet de surcroît une grande capacité d’emport ainsi qu’une faiblesignature radar;elle constitue donc un atout majeur pour les avions militaires. Cependant, ce type d’appareil est relativement instable, ce qui explique l’absence d’ailes volantes dans le domaine civil.
L’aile volante naît en1876grâce au concept d’aéroplane amphibie des FrançaisAlphonse PénaudetPaul Gauchot.Néanmoins, il faudra attendre laSeconde Guerre mondialepour que ces aéronefs se développent réellement.Actuellement[Quand?],les seules ailes volantes à avoir été construites en série sont lesB-2Spirit,desavions bombardiersdéveloppés par l’avionneur américainNorthrop.
Histoire
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Le concept de l’aile volante est né lelorsque les ingénieurs françaisAlphonse PénaudetPaul Gauchotdéposent le brevet d’« unaéro-planeou appareil aérien volant »[1]amphibiemû par deux hélices et possédant toutes les caractéristiques d’une aile volante telle que nous la connaissons aujourd’hui[2].Cependant, il faut attendre la fin de laPremière Guerre mondialeet le début de l’aviation commerciale pour que le concept connaisse un regain d'intérêt.
C’est d’ailleurs à cette époque que l’on considère que l’aile volante est la solution la mieux adaptée aux volstransatlantiquesdu fait de sa grande capacité d’emport en passagers et en carburant. Ainsi, en 1919, l’ingénieur allemandHugo Junkersdébute la conception duJunkers JG1Giant,une aile volante destinée à transporter des passagers. Néanmoins, deux ans plus tard, l’Aeronautical Inter-Allied Commission of Controlordonne la destruction de l'aéronef en vertu dutraité de Versaillesqui limite le nombre d'aéronefs dont l’Allemagne peut disposer. Pour autant, au début desannées 1930,Junkers entame à nouveau le projet de construire une aile volante pouvant transporter 1 000 passagers; finalement, le projet aboutit auJunkers G.38,unavion de transportcivil ne pouvant transporter que 34 passagers placés seulement en partie dans les ailes.
Durant laSeconde Guerre mondiale,l’engouement des avionneurs pour les ailes volantes s'intensifie. À cette période en effet, lesavions à réactionsouffrent d’une autonomie plus que limitée, ce à quoi l’aile volante était un moyen de répondre du fait de sa faibletraînée aérodynamique.C’est ainsi que naît l'HortenHo 229,un prototypebiréacteurd’aile volante bombardier destinée à laLuftwaffeet dont le premier vol est effectué en1944.Révolutionnaire pour l’époque, leHo 229ne fut néanmoins jamais fabriqué en série.
Après la guerre, les expériences sur les ailes volantes continuèrent dans le domaine des bombardiers à grand rayon d’action, capables entre autres de transporter descharges nucléaires.Le concept culmine avec les prototypesNorthrop YB-35etYB-49,mais qui ne sont pour autant jamais construits en série. En effet, ces avions n’avaient pas une assez grande capacité d’emport et posaient beaucoup de problèmes techniques, notamment destabilité;on leur préféra ainsiB-36PeacemakeretB-52Stratofortress.
Longtemps abandonnés, de nouveaux projets d’ailes volantes voient le jour dans lesannées 1970-1980.Les ailes volantes offrant une faiblesignature radarde par leur dessin, elles répondent aux attentes des avionneurs sur le plan de lafurtivité.LeNorthrop B-2Spirit,aujourd’hui emblématique des ailes volantes, est ainsi développé pour l’US Air Forceafin qu’elle dispose d’un appareil capable, si besoin, de traverser lesdéfenses antiaériennessoviétiques durant laguerre froide.À ce jour, le B-2Spiritest la seule aile volante à avoir été produite en série.
Intérêts et inconvénients
[modifier|modifier le code]Historiquement, l’aile volante fut longtemps défendue comme étant potentiellement la configuration la plus efficace d’un point de vue aérodynamique et masse structurelle. Une telle notion repose sur l’idée que supprimer tout ce qui ne sert pas à laportanceserait bénéfique. Par ailleurs, la suppression dufuselageet de l’empennagepermet un gain théorique desurface mouillée,ce qui minimise la traînée de frottement. Ce faisant, l’aile doit être capable d’assurer par elle-même lastabilitédu vol et le contrôle entangageet enlacetsde l’appareil, ce qui n’est pas sa fonction habituelle. Finalement, les gains attendus demeurent mitigés en fonction des compromis nécessaires à la stabilité et aux qualités de vol.
L’aile volante offre une grande capacité d’emport en volume, au prorata néanmoins de ses dimensions. Mais à l’inverse, sa capacité d’emport en masse est relativement faible. Lesvolets hypersustentateursétant inexistants en raison de l’absence d’empennage, le coefficient de portance maximal d’une aile volante est beaucoup plus faible que celui d’un avion conventionnel. À masse transportée égale, la surface portante, et donc l’envergure de l’aile volante, doit être plus grande. L’Airbus A380,d’une envergure de 80m,se voyant déjà contraint de ne pouvoir utiliser qu’un petit nombre d’aéroports, il est improbable qu’une aile volante pour le transport civil puisse avoir une envergure plus grande.
La structure de l’aile volante se prête moins bien à lapressurisationque le tube d’un fuselage classique, dont la section circulaire est plus résistante. D’autre part, le volume utilisable est disponible, non pas en longueur, mais en largeur, dans l’aile elle-même. Les mouvements enroulisen vol seraient ainsi très désagréables pour les passagers situés sur les côtés. Enfin, une autre difficulté est liée au compartimentage transversal qui complique l’évacuation des passagers en cas d’accident, les passagers n’étant pas tous à proximité d’une sortie de secours.
Applications
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Domaine militaire
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Domaine civil
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Les constructeurs civils se sont intéressés aux ailes volantes du fait de la saturation des grandsaéroportsinternationaux. Ce type d’avion pourrait en effet permettre de construire des avions de plus de 1 000 places, et ainsi diminuer le nombre d’avions de lignedans les aéroports. On retrouve là les grandes lignes du projet BWB (sigle anglais pour «Blended Wing Body» = fuselage et ailes confondus) développé aux États-Unis par laNASA,Boeinget l'Air Force Research Laboratory.
En septembre 2020,Guillaume Faury,président exécutif d'Airbus,annonce qu'une aile volante figure parmi les trois projets sur lesquels travaille l'avionneur en vue de commercialiser unavion à hydrogène,décarbonné,pour 2035. Elle pourrait transporter 200 personnes. Airbus a déjà développé Maveric[3],un prototype (modèle réduit de 2msur 3,2m) à partir de 2017. Son premier vol a été effectué en[4],[5].
Drones
[modifier|modifier le code]L'aile volante est une formule aérodynamique prometteuse pour la conception de drones. La simplicité de construction, la furtivité, et la robustesse compensent les défauts de l'aile volante lorsqu'elle est utilisée pour des avions qui doivent transporter une charge utile. Exemple: micro drone civil (Sensefly eBee) et Militaire (RQ-170 sentinel).
Fiction
[modifier|modifier le code]Dans la première histoire (Le secret de l'espadon,1946), de la bande dessinéeBlake et Mortimerd'Edgar P. Jacobs,l'avion personnel du méchant Olrik est une aile volante nommée l'Aile rouge.
Dans un autre album deEdgar P. Jacobs,Le Rayon U(qui n'appartient pas à la série desBlake et Mortimer) une bataille aérienne oppose deux escadrilles de chasseurs en aile volante.
Dans le film d'animation d'Hayao Miyazaki,Nausicaä de la Vallée du Vent,l'héroïne se déplace sur une aile volante ultra-légère à propulsion à réaction.
Toutefois, l'aile volante de fiction la plus célèbre se trouve dans le film d'aventures de Steven SpielbergLes Aventuriers de l'arche perdue,1981. Après s'être emparés de l'Arche d'alliancedans le désert d'Égypte,les nazis prévoient de l'expédier enAllemagneà bord d'une aile volante bimoteur, visiblement inspirée de l'aile volanteHorten Ho 229.Dans la réalité, ce modèle est demeuré à l'état de prototype, et aucun n'est entré en service opérationnel dans laLuftwaffe.De plus, c'était un biréacteur alors que le film montre un bimoteur à hélices propulsives. Indiana Jones et sa compagne Marion font échouer ce transport, en tentant de s'emparer de l'avion, qui est involontairement détruit durant le combat.
Notes et références
[modifier|modifier le code]- «Reproduction de la dernière page du brevetnon117.574», surNYPL Digital Gallery
- PhilippeBallarini,«Alphonse Pénaud (1850-1880) - Brillant et tragique»,Aerostories,no12,
- (en)«Airbus reveals its blended wing aircraft demonstrator», surAirbus(consulté le)
- «Airbus dévoile son aile volante au salon aéronautique de Singapour», survideo.capital.fr(consulté le)
- «Maveric, l’aile volante d’Airbus», suryoutube.com,
Voir aussi
[modifier|modifier le code]Articles connexes
[modifier|modifier le code]- Liste des ailes volantes
- Aile delta–Deltaplane
- Aile Fauvel
- Corps portant
- Fuselage intégré(«Blended Wing Body»)
- Frères Horten
Liens externes
[modifier|modifier le code]- (en)History of the Flying WingsurCentury of Flight
- (en)«Flying Wings Are Coming»,dansPopular Mechnics,
