Avionul viitorului. NASA produce un tip de aripă care îşi schimbă forma în timpul zborului

O echipă de ingineri de la Administraţia Naţională pentru Aeronautică şi Spaţiu (NASA) şi Institutul de Tehnologie din Massachusetts (MIT) a construit şi testat un tip de aripă de aeronavă nouă, asamblată din sute de bucăţi mici identice, care îi permite să-şi schimbe forma în timpul zborului, pentru a controla manevrele aeronavei dar nu numai. Acest lucru determină ca producţia şi întreţinerea avionului să fie mult mai eficiente, potrivit cercetătorilor.

Noua invenţie a aripilor de la NASA nu are suprafeţe mobile separate cum ar fi eleroanele, pentru a controla rotaţia şi înclinarea avionului aşa cum fac aripile convenţionale, ci prin noul sistem de asamblare permite deformarea întregii aripi sau doar a unei părţi a acesteia, datorită faptului că încorporează un amestec de componente rigide şi flexibile în structura sa. Aceste subansambluri mici, care sunt înşurubate între ele pentru a forma o structură deschisă şi uşoară, sunt acoperite cu un strat subţire de material polimer similar structurii.

(Foto: Kenny Cheung, NASA Ames Research Center)

Rezultatul? Este o aripă mult mai lejeră şi, prin urmare, mai eficientă în folosiriea energiei decât modelele convenţionale, fie din metal sau din materiale compozite (fibre de sticlă, carbon sau ceramică). Deoarece structura, compusă din mii de triunghiuri mai mici decât vârfurile beţelor de chibrit permite ca cea mai mare parte a suprafeţei să fie un spaţiu gol, se formează un „metamaterial“ mecanic care combină rigiditatea structurală a unui polimer asemănător cauciucului şi densitatea scăzută a unui aerogel, indică creatorii acesteia. Noua abordare a fabricării aripii ar putea permite o mai mare flexibilitate în proiectarea şi fabricarea viitoarelor aeronave şi a fost deja testată într-un tunel de vânt al NASA.

(NASA)

Adaptabil la decolare şi aterizare

Benjamin Jenett de la MIT, unul dintre autorii cercetării, a explicat într-o declaraţie că fiecare fază a zborului (decolare şi aterizare, croazieră, manevre etc.) are un set propriu de parametri optimi pentru aripă, motiv pentru care o aripă convenţională are în mod necesar un design general, ce nu este optimizat pentru orice fază a zborului şi astfel se sacrifică eficienţa. O aripă care îşi poate schimba în mod constant forma ar putea oferi în fiecare etapă o aproximare mai eficientă a celei mai bune configuraţii.

Deşi ar fi posibil să se includă motoare şi cabluri cu scopul de a produce forţele necesare pentru a deforma aripile, echipa a progresat şi a proiectat un sistem care răspunde în mod automat modificării condiţiilor de încărcătură aerodinamică schimbându-şi forma printr-un proces de auto-reglare al reconfigurării pasive a aripii.

„Putem obţine eficienţă făcând ca forma să coincidă sarcinilor în diferite unghiuri de atac“, afirmă Nicholas Cramer de la NASA, autorul principal al articolului publicat în revista Smart Materials and Structures.

Articol de referinţă: Elastic shape morphing of ultralight structures by programmable assembly