Een radicaal nieuw type vliegtuigvleugel dat tijdens het vliegen van vorm verandert

• Onderzoekers hebben een nieuw soort vleugel ontwikkeld en getest, samengesteld uit talloze kleine identieke onderdelen.
• Deze lichtgewicht vleugel kan van vorm veranderen om de vlucht van het vliegtuig te beheersen.
• Het zou de efficiëntie van de productie en het onderhoud van vliegtuigen aanzienlijk kunnen verbeteren.

De meeste bestaande vliegtuigen hebben een voorspelbare vorm:twee vleugels die aan een buis zijn bevestigd. Er zijn ook andere componenten, zoals een horizontale stabilisator in de staart en beweegbare modules die aan de vaartuigen zijn bevestigd, waardoor het vliegtuig hoogte kan winnen en kan draaien.

Maar onderzoekers van MIT en NASA werken aan een nieuw vliegtuigontwerp dat er radicaal anders uitziet dan conventionele vliegtuigen. Ze hebben een nieuw soort vleugel ontwikkeld en getest, samengesteld uit talloze kleine identieke onderdelen. De vleugel kan van vorm veranderen om de vlucht te beheersen en kan de efficiëntie van de productie en het onderhoud van het vliegtuig aanzienlijk verbeteren.

Het werd getest in de NASA-windtunnel. En NASA is geen onbekende in het transformeren van vliegtuigen, gezien de AeroVironment RQ-14 Dragon Eye, Boeing NB-52B, Boeing X-40, X-45 en een recente 10-motorige drone genaamd Greased Lightning.

Hoe verschilt het van traditioneel ontwerp?

Om het rollen en stampen van het vliegtuig aan te kunnen, hebben traditionele vleugels individuele beweegbare oppervlakken nodig. Het nieuwe ontwerp daarentegen bevat een mix van flexibele en stijve modules, waardoor het mogelijk is om de hele vleugel of delen ervan te vervormen.

De kleine subassemblages worden met elkaar verbonden en vervolgens bedekt met een dunne film van vergelijkbaar polymeermateriaal. Dit resulteert in een veel lichtere en energiezuinigere vleugel in vergelijking met traditionele ontwerpen van composieten of metalen.

Aangezien elke fase van een vlucht - manoeuvreren, cruisen, opstijgen en landen - zijn eigen specifieke set vleugelparameters heeft, is de traditionele vleugel niet volledig geoptimaliseerd voor een van deze. Een vleugel die dynamisch kan vervormen naargelang de behoeften, kan een betere configuratie voor elke fase bieden, en dus een betere efficiëntie.

Referentie:IOPScience | DOI:10.1088/1361-665X/ab0ea2 | MIT

Het reageert automatisch op veranderingen in de aerodynamische belastingsparameters en verandert van vorm. In eenvoudige bewoordingen is het een zelfinstellend, passief vleugelherconfiguratiesysteem.

De lengte van de nieuwe vleugel is vergelijkbaar met de vleugel van een eenzitter. De afzonderlijke onderdelen van de vleugel zijn gemaakt door middel van een bekend fabricageproces dat spuitgieten wordt genoemd. Het duurt slechts 17 seconden om een ​​enkel onderdeel te bouwen. Bovendien kan het proces eenvoudig worden geïntegreerd in typische autonome assemblagerobots, waardoor het dichter bij schaalbare productieniveaus komt.

Tegoed:NASA Ames Research Center

De dichtheid van het resulterende rooster is 5,6 kg/m ³ . Om dit in perspectief te plaatsen:rubber heeft een dichtheid van 1.500 kg/m ³ . Beide hebben dezelfde stijfheid, maar het nieuwe materiaal is bijna 1/1000 keer de dichtheid van het rubber.

Gebruik en toepassingen

Omdat de algehele structuur van de vleugel uit kleine subonderdelen bestaat, maakt het niet uit wat de vorm is. Fabrikanten kunnen het in elke gewenste vorm gieten.

Dit soort vleugel kan veel efficiënter zijn voor verschillende andere toepassingen. Het kan de prestaties verhogen en de kosten verlagen voor grote, lichtgewicht, stijve constructies. En die kunnen eenvoudig worden ontwikkeld, aangepast en getest/opnieuw getest.

Lees:14 unieke vroege experimentele vliegende vliegtuigen

Een van de meest veelbelovende toepassingen in de nabije toekomst zijn vleugelachtige bladen van windturbines (zou het probleem van het transporteren van langere bladen kunnen elimineren) en ruimtegebaseerde structuren, zoals antennes.