MIT i NASA prezentują nowy typ skrzydła

Opracowywany przy udziale specjalistów z NASA i MIT system nowego skrzydła ma przyczynić się do powstania w przyszłości lżejszych i efektywniejszych konstrukcji. Rozwiązanie mogłoby znaleźć zastosowanie m.in. w bojowych statkach powietrznych.

Konstrukcja opiera się na połączeniu ze sobą bardzo wielu małych trójkątów, których boki zbudowane są z materiałów o różnych właściwościach. Część z nich jest sztywna, a część miękka, co w efekcie daje nam lekką, ażurową konstrukcję zdolną do dynamicznej zmiany kształtu. Dzięki temu wyeliminowane mogą zostać klasyczne powierzchnie sterowe. Ich rolę przejmuje całe skrzydło zdolne do odkształceń.

Czytaj także: Światowe nowości programu F-35

W ten sposób możliwe będzie pozbycie się wymagających czasu i pieniędzy przeglądów systemów odpowiedzialnych za poruszanie powierzchniami sterowymi. Ma to pozwolić na zwiększenie efektywności produkcji, poprawę właściwości pilotażowych samolotów oraz wzrost efektywności przyszłych platform lotniczych.

Metamateriał nowego skrzydła

Same skrzydła będą lżejsze i przez to bardziej efektywne energetycznie. Struktura określana przez naukowców jako metamateriał będzie łączyć w sobie sztywność podobną do gumowych polimerów, z niezwykłą lekkością i niską gęstością aerożelu.

Naukowcy zauważają, że samoloty w trakcie jednego lotu muszą sprostać bardzo różnym warunkom. W związku z tym skrzydło jest swego rodzaju kompromisem. Musi sprawdzić się podczas startu, lądowania, lotu ze stałą prędkością czy też dynamicznego manewrowania. Stale i płynnie przekształcające się skrzydło pozwala na znaczące podniesienie efektywności w każdej fazie lotu.

Czytaj także: W Rosji opatentowano latający automat Kałasznikowa

Najciekawszy w całej konstrukcji jest sposób poruszania się elementów ruchomych. Nie odbywa się to w sposób aktywny, za pomocą siłowników, ale pasywnie. Zmiany wynikają wprost z sił działających na skrzydło pod różnym kątem natarcia. To właśnie one wymuszają na elementach ruchomych zaprojektowaną wcześniej zmianę kształtu tożsamą z ruchem klasycznych powierzchni sterowych.

Obok prac projektowych, związanych ze skrzydłem, trwają również badania nad sposobem jego efektywnej produkcji. Naukowcy planują wykorzystać do niej niewielkie roboty. To one łączyłyby poszczególne fragmenty w jedną całość. Obecnie do wytworzenia elementów skrzydła wykorzystywane są formy do których wtryskiwany jest pod ciśnieniem docelowy materiał.

Dla kogo nowa technologia?

Proponowane przez MIT i NASA rozwiązanie sprawdzi się najlepiej w przypadku samolotów w układzie latającego skrzydła. Takich konstrukcji, póki co, nie obserwujemy w lotnictwie komunikacyjnym. Występują one natomiast w lotnictwie bojowym Sił Zbrojnych Stanów Zjednoczonych czy też w coraz dynamiczniej rozwijanym segmencie bezzałogowych statków powietrznych.

Prezentowany pomysł jest ciekawy, ale przed jego ewentualnym wprowadzeniem do lotnictwa bojowego długa droga. Naukowcy musieliby udowodnić wytrzymałość konstrukcji przy przeciążeniach przekraczających g+9 dla maszyn załogowych. W przypadku bezzałogowców, gdzie nie ma ograniczenia wynikającego z możliwości pilota, nawet znacznie przekraczających te wartości.

Czytaj także: Hiszpania dołączyła do programu myśliwca przyszłości

Innym problemem jest przenoszenie paliwa. Zaprezentowane przez naukowców wizualizacje przypominają wspomniane już maszyny bojowe, ale nie uwzględnia się na nich silników. Skrzydła są jednym z miejsc w których przechowywany jest wewnętrzny zapas paliwa. Póki co nie wiemy jak miałoby to ewentualnie docelowo funkcjonować w przypadku samolotów z klasycznym napędem realizowanym za pomocą silników odrzutowych.

W związku z tym, że zbliżamy się do kresu możliwości technologicznych obecnych rozwiązań lotnictwa bojowego, w najbliższej przyszłości możemy spodziewać się większej liczby projektów mających na celu dokonanie skoku jakościowego. Zwłaszcza w Stanach Zjednoczonych jest on pilnie potrzebny. Dotychczasowa przewaga technologiczna, jaką cieszyło się to państwo, w ostatnich dekadach zmalała dość znacznie.