Une équipe de recherche de l’Illinois Institute of Technologies (Illinois Tech), dirigée par le professeur David Williams, a pour la première fois démontré l’utilisation d’une nouvelle méthode de contrôle dans un avion sans empennage. La technologie permet à un avion d’être aussi lisse et élégant que attainable, ce qui le rend furthermore sûr pour voler dans des zones dangereuses où le radar scanne le ciel à la recherche d’arêtes vives.
Alors que les avions conventionnels reposent sur des ailettes saillantes pour permettre la path, une conception sans queue est contrôlée par un flux d’air actif – dans lequel des jets d’air sont soufflés sur différentes surfaces du corps de l’avion, correspondant à la direction dans laquelle l’avion se déplace. Cette technologie pourrait être utilisée pour rendre les avions commerciaux plus économes en carburant en supprimant les pièces de course existantes qui créent beaucoup de traînée.
Williams, professeur de génie mécanique et aérospatial, a dirigé une équipe d’étudiants et de collaborateurs de l’Illinois Tech dans la design d’un jet qui abrite à la fois des commandes de route conventionnelles et une nouvelle implémentation du contrôle actif du débit.
En octobre 2022, le groupe a lancé le jet de la gamme Pendleton Unmanned Aircraft Procedure (UAS) dans l’Oregon pour deux vols de neuf minutes qui ont démontré le succès du système.
Pour chaque vol, un pilote a lancé le jet à l’aide des commandes de vol conventionnelles. Puis, en plein vol, ils ont passé le contrôle à un deuxième pilote qui a actionné le système de contrôle actif du débit.
Lors du premier exam, l’équipe a découvert que le système de contrôle actif du débit fournissait en fait additionally de puissance que ce qui avait été prédit par les tests en soufflerie.
« En ingénierie, cela ne fonctionne jamais de cette façon, vous obtenez presque toujours moins que ce que vous espériez, mais dans ce cas, nous avons obtenu plus », explique Williams. « Le premier jour a été très dramatique. C’était très fort et très effrayant. Si le jet s’éloignait trop sur le côté, il pouvait devenir incontrôlable. En fait, il est passé à 90 degrés, mais il s’est rétabli. »
Une fois que le pilote a pris confiance en sa capacité à contrôler l’engin, il a exécuté des manœuvres de roulis et de tangage pour tester la capacité du contrôle actif du débit à diriger le jet à des angles prononcés.
Un avantage du contrôle actif du débit est qu’il a le potentiel de permettre des manœuvres impossibles avec les commandes conventionnelles, y compris des virages très rapides et la capacité de voler à des angles qui rendraient les commandes conventionnelles inefficaces.
Williams dit que la puissance inattendue de leur système a augmenté sa confiance dans le fait qu’ils seront capables d’effectuer ces manœuvres furthermore avancées avec ce jet.
Pour leur deuxième vol, Williams a réduit la puissance du système de contrôle de flux actif pour un vol as well as sûr et in addition steady, leur permettant de collecter in addition de données sur le fonctionnement du contrôle de flux actif.
Le contrôle actif du débit est mis en œuvre à l’aide d’une vanne Coanda en instance de brevet conçue par Williams et ses étudiants, et c’était leur première possibility de montrer le succès de la conception sur un avion.
Williams dit que l’équipe effectuera davantage d’essais en vol, progressant progressivement vers l’utilisation du contrôle actif du débit pendant le décollage et effectuant des manœuvres de contrôle plus extrêmes. Leurs recherches seront présentées lors de la conférence AIAA Aviation 2023 à San Diego.
« Nous avons fait la percée que je recherchais », déclare Williams. « Maintenant, les futurs exams commenceront à ajouter aux réalisations et à la confiance dans la conception de l’avion. »
Williams est membre d’un groupe de travail de l’OTAN qui a reçu le prix d’excellence 2021 de l’organisation pour ses endeavours dans ce domaine.
