Colecții

MIT și NASA dezvăluie un nou design radical de aripă de avion

MIT și NASA dezvăluie un nou design radical de aripă de avion

Inginerii MIT și NASA au împărtășit proiectarea unui tip complet nou de aripă de avion. Aripa radicală este formată din sute de mici piese identice. Aripa își poate schimba forma pentru a controla zborul avionului. Creatorii spun că designul eficient ar putea spori producția de aeronave, zborul și eficiența întreținerii.

Aripa a fost testată într-un tunel al vântului NASA. Proiectele tipice ale aripilor au suprafețe mobile separate, cum ar fi eleronele, pentru a controla rularea și pasul avionului. Cu toate acestea, noua aripă poate deplasa întreaga aripă sau doar secțiuni pentru a oferi un control mai mare precizie asupra mișcării.

Micile piese se reunesc pentru a forma metamaterial

Aripa este formată din componente rigide și flexibile. Fiecare dintre piesele individuale este realizată dintr-un material polimeric atunci când au fost înșurubate împreună piesele dintr-un cadru de grilaj deschis.

În general, este mult mai ușor decât aripile tipice ale avioanelor și, prin urmare, este mult mai eficient din punct de vedere energetic. Echipa de cercetare aripilor descrie modul în care avionul este format din „mii de mici triunghiuri de stâlpi ca niște chibrituri”, ceea ce duce la un cadru de spațiu în principal gol.

Posibilități infinite de formă

Piesele combinate formează un „metamaterial” rigid ca un polimer, dar lumină extremă ca un aerogel. Modelele tradiționale de aripi sunt un compromis al celor mai bune forme ale unei aripi care sunt necesare pentru fiecare etapă diferită a zborului, de la decolare până la croazieră. Acest nou design de aripă ar putea schimba forma pentru a fi în designul optim pentru fiecare etapă a zborului.

Aripa și-ar schimba forma în funcție de diferitele condiții aerodinamice de încărcare. Aripa pasivă cu auto-mișcare se realizează numai prin amplasarea foarte atentă a tijelor cu diferite cantități de flexibilitate sau rigiditate. Acest lucru permite aripii să se îndoaie în moduri specifice în funcție de starea sa actuală. „Putem câștiga eficiență prin potrivirea formei cu încărcăturile la diferite unghiuri de atac”, spune Cramer, autorul principal al lucrării. „Suntem capabili să producem exact același comportament pe care l-ați face în mod activ, dar l-am făcut pasiv.”

Ușor de fabricat

În timp ce această aripă prototip a fost asamblată manual de către studenți, viitoarele iterații ar putea fi construite cu ușurință de un roi de roboți de asamblare autonomi, mici și simpli. Fiecare piesă individuală este realizată utilizând turnarea prin injecție și o matriță 3D complexă.

Fiecare piesă seamănă cu un cub gol format din tije de dimensiuni de chibrit de-a lungul fiecărei margini. O singură piesă durează doar 17 secunde pentru a crea. „Acum avem o metodă de fabricație”, spune el. Deși există o investiție inițială în scule, odată ce acest lucru este făcut, „piesele sunt ieftine”, spune el. „Avem cutii și cutii cu ele, la fel.”

Designul de aripă rezultat s-ar putea îndepărta dramatic și de tubul tubular conic familiar. „Puteți face orice geometrie doriți”, spune el. „Faptul că majoritatea aeronavelor au aceeași formă se datorează cheltuielilor. Nu este întotdeauna cea mai eficientă formă ”.

O lucrare [PDF] care descrie dezvoltarea aripii apare astăzi în jurnal Materiale și structuri inteligente, co-autor al inginerului de cercetare Nicholas Cramer de la NASA Ames din California; Absolvent al MIT Kenneth Cheung SM '07 PhD '12, acum la NASA Ames; Benjamin Jenett, student absolvent la Centrul pentru biți și atomi al MIT; și alți opt.


Priveste filmarea: Dubai 20 years timelapse (Ianuarie 2022).