Boeing a commencé à démonter et à scanner un vieux MD-90 dans le cadre d’un projet pluriannuel soutenu par la NASA visant à transformer l’ancien avion de ligne en démonstrateur d’ailes à renfort en treillis X-66A.
Depuis que l’avion est arrivé dans un hangar de Palmdale, en Californie, en août dernier, l’équipe de Boeing a retiré les deux turboréacteurs V2500 d’International Aero Engines du MD-90 et effectué des scans optiques et laser de l’avion, a annoncé Boeing le 8 janvier.
Les travaux viennent de commencer. Boeing et ses partenaires vont désormais passer plusieurs années à retirer les ailes de l’avion et 19 sections de fuselage avant de l’équiper de « l’aile transsonique à renfort en treillis » de Boeing. Le premier vol du X-66A est prévu pour le troisième trimestre 2028.
Faisant partie du programme Sustainable Flight Demonstrator de la NASA, l’effort vise à valider que l’aile peut améliorer considérablement le rendement énergétique. Mais le X-66A pourrait être utilisé pour tester d’autres technologies permettant d’économiser du carburant.
« Boeing a commencé à modifier en profondeur un avion qui deviendra le démonstrateur de vol durable X-66, en supprimant les moteurs et en effectuant des analyses métrologiques 3D pour éclairer la conception et le plan de construction de l’avion », indique la société.
Le 8 janvier, la société a également publié une vidéo en accéléré illustrant les modifications apportées à ce jour, notamment le retrait des moteurs du MD-90, le « levage et l’étayage du jet » et le balayage. Boeing a fabriqué le MD-90 (immatriculation N931TB) en 1999 et l’a acquis auprès de Delta Air Lines, selon les données des flottes Cirium.
L’aile à treillis de Boeing, qui sera montée au sommet du fuselage du MD-90, sera très flexible et beaucoup plus longue que les ailes des avions de ligne traditionnels, ce qui nécessitera qu’elle soit soutenue par des fermes. Cette longueur supplémentaire et cet allongement accru (qui indique la relation entre l’envergure et la surface d’une aile) devraient générer moins de traînée que les ailes traditionnelles.
La NASA a estimé que les ailes en treillis pourraient rendre un futur nouvel avion de ligne à fuselage étroit 10 % plus efficace que les avions actuels, avec d’autres avancées technologiques portant le total des gains d’efficacité potentiels à 30 %.
Les ailes longues et flexibles peuvent poser des problèmes d’aéroélasticité : elles peuvent se plier et se déformer en vol, augmentant la traînée et potentiellement provoquant un flottement.
Mais Eric Kaduce, responsable du programme Sustainable Flight Demonstrator de Boeing, affirme que la structure de support de l’aile atténue ces problèmes. « La jambe de force est très efficace pour soutenir l’aile. Les aéroélastiques et le flottement sont certainement des choses auxquelles nous consacrerons beaucoup de temps et d’attention, mais ce n’est pas quelque chose qui nous préoccupe beaucoup.
Aurora Flight Sciences, filiale de Boeing, fabrique l’aile en matériau composite du X-66A en Virginie occidentale. L’aile sera expédiée à Palmdale.
Il aura des commandes de vol électriques, mais Boeing conservera le système de câble mécanique du MD-90 qui contrôle son gouvernail et sa gouverne de profondeur, a déclaré Kaduce.
Boeing a déclaré qu’un avion de ligne à renfort en treillis pourrait voler à Mach 0,8. Il appelle l’aile « transsonique » car à cette vitesse, une partie de l’air circulant autour des profils de l’avion atteindra ou dépassera M1.
« Notre objectif est de valider l’architecture, de découvrir les éléments nouveaux et inédits de la configuration, afin de pouvoir mieux éclairer la future stratégie produit », explique Kaduce. Le X-66A peut aider Boeing à démontrer des outils et des méthodes liés à la dynamique des fluides computationnelle, à l’analyse par éléments finis et à l’analyse de l’architecture des joints structurels.
TRAVAILLER VERS LE VOL 2028
Boeing, en tant que constructeur aéronautique (grâce à son rapprochement avec McDonnell Douglas en 1997), sait tout sur les MD-90 de nouvelle construction.
Mais des décennies de transport de passagers peuvent changer beaucoup de choses dans l’état d’un avion. L’équipe doit donc effectuer des analyses détaillées pour comprendre son état actuel avant d’apporter des changements structurels plus importants.
« Nous devons avoir une très bonne compréhension de la structure existante afin de pouvoir garantir que la nouvelle aile sera installée de manière appropriée d’un point de vue aérodynamique et qu’elle répondra aux exigences du programme », explique Claire Rosenlof, directrice du X-66A de Boeing. des opérations de modification et de fabrication.
Afin de laisser plus de temps pour l’analyse, Boeing a envoyé l’avion à Palmdale en août de l’année dernière, abandonnant ainsi son précédent projet de l’y faire voler en 2024.
En 2025, l’entreprise prévoit de lancer davantage « d’activités de démontage, afin d’avoir accès à tous les principaux composants structurels que nous allons modifier », explique Rosenlof. L’équipe retirera l’aile du MD-90 à l’extérieur des pylônes du train d’atterrissage et retirera 19 sections du fuselage pour le raccourcir de plusieurs pieds. Kaduce note que ces 19 cadres sont les mêmes que McDonnell Douglas a ajoutés aux avions de la série MD-80 pour créer le MD-90 allongé.
Le X-66A doit être plus court car Boeing a supprimé les moteurs montés à l’arrière et installera de nouveaux groupes motopropulseurs sous ses ailes, modifiant ainsi le centre de gravité.
Ces moteurs seront des turboréacteurs à double flux Pratt & Whitney (GTF), que Kaduce qualifie de « parfaitement adaptés du point de vue de la classe de poussée » au X-66A.
Les spéculations abondent selon lesquelles Boeing pourrait ultérieurement utiliser le X-66A pour tester une nouvelle conception de moteur, comme le moteur à rotor ouvert que CFM International développe dans le cadre de son programme d’innovation révolutionnaire pour des moteurs durables (RISE). En effet, le directeur général de Boeing, David Calhoun, a déclaré l’année dernière que la configuration à ailes hautes du X-66A pourrait être idéale pour un rotor ouvert.
À la mi-2026 ou 2027, Boeing prévoit d’achever ce que Rosenlof appelle « la prédominance de la modification structurelle, qui consiste en réalité à préparer la section centrale pour recevoir la nouvelle aile ».
« Nous allons ajouter des composants critiques de la structure pour prendre en charge ces nouveaux chemins de charge, (et) renforcer une partie de la structure existante de la cellule afin d’accueillir cette nouvelle aile », dit-elle.
Les travaux nécessitent de modifier le haut et le bas du fuselage de l’avion, ainsi que son train d’atterrissage.
Le premier vol, prévu pour 2028, marquera le coup d’envoi de ce que Boeing prévoit être un programme d’essais en vol de neuf mois, bien que les détails des essais en vol restent incertains, a déclaré Kaduce.
L’année dernière, la NASA a attribué à Boeing le contrat pour développer le X-66A dans le cadre d’un « accord financé par le Space Act », note Brent Cobleigh, responsable du programme de démonstration de vol durable de la NASA.
Ce mécanisme de financement (jamais utilisé auparavant par la division aéronautique de la NASA) est unique car il vise à faire avancer des objectifs jugés dans l’intérêt du public. L’accord nécessite un engagement financier important de la part de l’industrie et n’implique pas que la NASA acquière réellement le X-66A. Il restera l’avion de Boeing, déclare Cobleigh.
L’accord ne prévoit pas non plus une longue liste de spécifications techniques exigeantes, mais s’appuie plutôt sur Boeing pour développer des technologies permettant de « réduire considérablement la consommation de carburant des avions », notent les documents de la NASA.
« La NASA ne dirige pas la démarche en termes de définition de chaque élément de la recherche, ni même de la manière de la réaliser », explique Cobleigh.
La NASA a engagé 425 millions de dollars dans le développement du X-66 sur sept ans et accordera l’approbation de navigabilité du X-66A. Les partenaires industriels paieront le reste des dépenses de développement du programme, estimées à 1,15 milliard de dollars, l’engagement financier de Boeing étant supérieur à celui de la NASA, ajoute-t-il.
Les experts techniques de l’agence sont intégrés aux équipes de Boeing. ses responsabilités incluent également les tests de résistance des jambes de force de l’aile, et l’équipe utilisera les installations de soufflerie de la NASA.
La NASA espère que le projet aidera Boeing à déterminer si les ailes en treillis sont réalisables sur le plan opérationnel et économique. Si tel est le cas, l’agence espère que le prochain avion à fuselage étroit de Boeing – le remplaçant du 737 – aura cette aile.
« Si nous voulons vraiment que cette technologie soit commercialisée, nous ne devrions pas dire à l’industrie comment s’y prendre », déclare Cobleigh. « Boeing dirige cet effort. »
