O aerofólio de geometria variável é um aerofólio cuja forma pode ser modificada durante o vôo, a fim de tornar uma aeronave capaz de evoluir em diferentes velocidades sem perda de eficiência.
A solução mais comum é articular todo ou parte do aerofólio para poder aumentar sua deflexão em alta velocidade e diminuí-la em baixa velocidade.
Embora tenha sido considerado para o avião supersônico americano Boeing 2707 , esse tipo de lâmina só é usado em aeronaves militares operadas principalmente na década de 1970. Entre os exemplos mais conhecidos estão o F-14 American Tomcat , o European Tornado e o Soviético MIG-23 Flogger . Também podemos mencionar o F-111 Aardvark e o B-1 Lancer . Hoje, essa fórmula complexa tende a desaparecer, nenhum novo dispositivo foi desenvolvido desde 1981 ( Tupolev Tu-160 ).
A escolha da asa de uma aeronave resulta de um compromisso entre o elevador, representado pelo coeficiente de elevador , e o arrasto, representado pelo coeficiente de arrasto - bem como outros fatores como massa, a possibilidade de 'gancho vagens , etc. O aerofólio é, em geral, otimizado para oferecer a melhor eficiência na velocidade de cruzeiro do avião.
Os aviões militares, em particular aqueles com missões múltiplas, têm vários regimes de voo “normais”, um em subsônico e outro em supersônico . Em baixa velocidade, é necessário obter um alto coeficiente de sustentação que resulta em um alto coeficiente de arrasto , que é muito penalizante no modo supersônico. Parte do valor do coeficiente de arrasto está ligada à deflexão do aerofólio, daí o interesse do aerofólio com deflexão variável e, mais geralmente, com geometria variável.
A geometria variável permite otimizar a aeronave para diversos regimes de voo, o que lhe confere maior autonomia. Por outro lado, leva a um aumento da massa vazia do aparelho, a um aumento do risco de quebras ligadas ao dispositivo de mudança de geometria e é complexo de projetar. Além disso, é necessário articular os pontos de carga do aerofólio para mantê-los paralelos ao eixo do plano independentemente do ângulo da lança .
A primeira aeronave do mundo capaz de alterar a deflexão de sua asa em vôo foi a aeronave experimental americana Bell X-5 , que fez seu primeiro vôo em20 de junho de 1951. O X-5 se assemelhava muito ao protótipo Messerschmitt P.1101 , cuja construção foi interrompida pela derrota da Alemanha no final da Segunda Guerra Mundial , e cujo boom poderia ser modificado no solo. No entanto, no caso do P.1101, esta novidade foi sem dúvida introduzida apenas para permitir o teste de diferentes configurações durante os voos de teste. Os dois X-5s construídos realizaram cerca de 200 voos de teste até 1958.
Paralelamente aos experimentos do X-5, o fabricante Grumman ofereceu à Marinha dos Estados Unidos um caça a jato equipado com uma asa com duas posições: uma para decolagem e pouso, outra para vôo, normal em alta velocidade. O protótipo XF10F Jaguar fez seu primeiro vôo em19 de maio de 1952, mas tinha tantas falhas que o projeto foi abandonado em Abril de 1953.
A técnica da geometria variável acabou sendo dominada na década de 1960 , e a primeira aeronave desse tipo em serviço no mundo foi o bombardeiro americano General Dynamics F-111 , em 1967. Ele foi seguido pelo famoso F-14 Tomcat em 1974. Por sua vez, os soviéticos colocaram em serviço em 1970 o avião de ataque Sukhoï Su-17 Fitter e o caça MiG-23 Flogger , cujos protótipos voaram respectivamente em 1966 e 1967. Na França , o Mirage III G fez seu primeiro voo em 1966, mas não resultou em nenhuma produção em massa. Entre outros países europeus, Itália , Reino Unido e a FRG projetaram o Tornado .
No entanto, apenas cerca de dez modelos de aviões de geometria variável foram construídos em série, e nenhuma nova aeronave deste tipo foi colocada em serviço desde o Rockwell B-1 Lancer (americano) e o Tupolev Tu-160 Blackjack (soviético) em meados -1980s.
O demonstrador MFX-1 , produzido pela empresa americana NextGEN com o apoio da Boeing , possui asas cujo formato pode variar muito durante o vôo. Durante os testes de vôo, a área da asa do dossel foi alterada em 40% e a envergadura em 30%, a deflexão pode variar entre 15 ° e 30 ° .
A pesquisa visa ser capaz de produzir em voo uma reconfiguração ótima de todo ou parte do perfil, elementos da asa ou de toda a asa, reconfiguração adaptada às necessidades do momento, por exemplo, pelo uso de cabos móveis integrados em uma asa , em certa medida deformável, o uso de ligas, compósitos e outros materiais com aeroelasticidade controlável e / ou memória de forma piezoelétrica controlável pelo computador de bordo.