Meniu
Asmeninė anketa Prisijungimas ir registracija
Atgal Pagrindinis » Paslapčių ir Žinių Pasaulis » Technologijos, Mokslas » 2019 » Balandžio » 3

MIT ir NASA inžinieriai demonstruoja naujovišką orlaivio sparną

Inžinierių komanda sukūrė ir išbandė iš esmės naują lėktuvo sparną, surinktą iš šimtų identiškų dalių. Tyrėjai sako, kad skrydžio metu galima keisti tokio tipo sparno formą ir taip kontroliuoti lėktuvą, be to, tai palengvina orlaivio gamybą, skrydžio ir priežiūros efektyvumą.

Naujasis būdas gali pasiūlyti didesnį būsimų lėktyuvų dizaino ir gamybos lankstumą. Naujas sparno dizainas buvo išbandytas NASA vėjo tunelyje ir aprašomas Smart Materials and Structures žurnale.

Vietoje tokių atskirų posvyrio ir atakos kampą reguliuojančių judančių paviršių tradiciniuose lėktuvuose, kaip eleronai, naujojoje sistemoje galima deformuoti visą sparną, ar jo dalis, apjungiant standžius ir lanksčius jų struktūros komponentus. Sujungtos mažos detalės suformuoja atvirą, lengvą gardelės struktūrą, kuri padengiama plonu panašaus polimero sluoksniu.

Taip pagaminamas daug lengvesnis, tad ir daug energetiškai efektyvesnis sparnas, nei įprastiniai, gaminami iš metalų ar kompozitinių medžiagų, sako tyrėjai. Kadangi iš tūkstančių degtukus primenančių strypelių, sujungtų į trikampius, sudarytos struktūros didžiąją dalį užima tuštuma, ji suformuoja mechaninę „metamedžiagą“, apjungiančią struktūrinį gumą primenančio polimero standumą ir aerogelio ekstremalų lengvumą ir mažą tankį.

Jenett aiškina, kad kiekvienos skrydžio fazės – kilimo ir leidimosi, skrydžio kreiseriniu greičiu, manevravimo, etc. – optimalūs sparnų parametrai skiriasi, tad įprastiniuose sparnuose neišvengiamai taikomi kompromisai, kurie nėra optimizuoti nė vienai iš jų, todėl nukenčia efektyvumas. Galintis nuolat prisitaikyti sparnas galėtų daug geriau aproksimuoti kiekvienos skrydžio fazės optimalius parametrus.

technologijos, lėktuvai, mokslas, NASA

Iš šimtų identiškų dalių surenkamas sparnas. Šis sparnas buvo bandomas NASA vėjo tunelyje. 
©Credit: Kenny Cheung, NASA Ames Research Center

Nors būtų įmanoma sparno formą keisti motorais ir lynais, komanda žengė toliau ir sukūrė sistemą, kuri automatiškai reaguoja į aerodinamines apkrovas, pakeisdama formą – savotiškas savaime prisitaikantis, pasyvus sparnų rekonfigūracijos procesas.

„Galime padidinti efektyvumą, pritaikydami jų formą apkrovoms, kylančioms kintant atakos kampui,“ sako straipsnio pagrindinis autorius Cramer. „Galime sukurti lygiai tokį patį pokytį, kokį darytumėte aktyviai, bet mes atliekame tai pasyviai.“

Visa tai pasiekta, kruopščiai parenkant santykines skirtingo stangrumo ar lankstumo strypelių pozicijas, ir sparnas ar jo dalis išlinksta atitinkamai.

Bazinį principą Cheung ir kiti pademonstravo jau prieš keletą metų, ir sukūrė maždaug metro ilgio sparną, palyginamą su tipišku nuotolinio valdymo lėktuvo modelio sparnu. Naujosios, maždaug penkių metrų ilgio versijos dydis primena tikro vienviečio lėktuvo sparną ir jį būtų lengva pagaminti.

Nors šią versiją rankomis surinko studentų komanda, tokius pasikartojančius procesus galėtų nesunkiai atlikti mažų, paprastų autonomiškų surinkimo robotų spiečius. Robotinės surinkimo sistemos dizainas ir išbandymas – kito straipsnio tema, sako Jenettas.

Atskiros ankstesnio sparno dalys buvo išpjaunamos vandens čiurkšle, ir kiekvienos jų gamyba truko kelias minutes. Naujoje sistemoje detalės liejamos iš polietileno dervos injekciniu liejimu į sudėtingą 3-D formą ir kiekviena detalė – iš esmės, tuščias kubas iš degtuko dydžio strypelių kiekvienoje kraštinėje – pagaminama vos per 17 minučių, kas gerokai priartina didesnio mastelio lygio gamybą.

„Dabar turime gamybos metodą,“ sako jis. Nors instrumentams reikia pradinių investicijų, kai tai jau atlikta, „dalys pigios“. „Turime jų daug dėžių ir jos vienodos“, pridūrė jis.

Gautų gardelių tankis tesiekia 5,6 kg/m³. Palyginimui, polimero tankis ~1 500 kg/m³. „Jų standumas vienodas, bet mūsų gaminio tankis maždaug tūkstantį kartų mažesnis,“ sako Jenettas.

technologijos, lėktuvai, mokslas, NASA

Bandymui pirmasis sparnas buvo surinktas rankomis, bet būsimas versijas galės surinkti spacialūs miniatiūriniai robotai 
©Kenny Cheung, NASA Ames Research Center

Kadangi sparnų ar kitų struktūrų konfigūracija sukurta iš mažų detalių, jų forma tampa ne tokia svarbi. „Galima sukurti kokią tik nori geometriją,“ sako jis. „Daugumos orlaivių vienodą formą“ — iš esmės, sparnuoto vamzdžio — „lemia kaštai. Tai nėra visados pati efektyviausia forma.“ Bet dėl milžiniškų investicijų į dizainą, įrangą ir gamybą, lengviau apsiriboti seniai nusistovėjusiomis konfigūracijomis.

Tyrimai parodė, kad integruotos fiuzelažo ir sparno struktūros daugeliu atvejų būtų gerokai efektyvesnės, ir su šia sistema jas sukurti, išbandyti, modifikuoti ir išbandyti iš naujo būtų nesunku, sako jis.

technologijos, lėktuvai, mokslas, NASA

Integruoto sparno ir fiuzelažo orlaivio koncepcija, kurią galima įgyvendinti nauju konstravimo metodu, surenka oranžine spalva pavaizduoti specialūs robotai. 
©Eli Gershenfeld, NASA Ames Research Center

„Tyrimas rodo, kaip galima atpiginti ir pagerinti dideles, lengvas, standžias struktūras,“ sako Daniel Campbell, struktūrų tyrėjas iš Aurora Flight Sciences, Boeing kompanijos, nedalyvavęs tyrime. „Perspektyviausios pritaikymo artimiausiu metu galimybės – orlaivių ir kosminėms struktūroms, tokioms, kaip antenos.“

Naujas sparnas buvo kuriamas taip, kad tilptų NASA Langley tyrimų centro didelio greičio vėjo tunelyje, kur jis pasirodė netgi kiek geriau, nei prognozuota, sako Jenettas.

Ta pati sistema galėtų būti naudojama ir kitoms struktūroms, tokioms, kaip sparnus primenančios vėjo turbinų mentės, kur galimybė surinkti jas vietoje išspręstų vis ilgesnių menčių transportavimo žeme problemas. Panašūs sprendimai kuriami struktūrų statymui kosmose, ir galėtų pasitarnauti tiltams ar kitoms apkrautoms struktūroms.

Massachusetts Institute of Technology phys.org, Rašo: Technologijos.lt

Įdomus pasaulis:
Pasaulio naujienas kitaip... skaitykite Paranormal Telegram, FB ir X(twitter) kanale

Pasaulio naujienas kitaip... skaitykite Paranormal Telegram, FB ir X(twitter) kanale

...kadangi jau perskaitėte šį straipsnį iki pabaigos, prašome Jus prisidėti prie šio darbo. Skaitykite „Paranormal.lt“ ir toliau, skirdami kad ir nedidelę paramos sumą. Paremti galite Paypal arba SMS. Kaip tai padaryti? Iš anksto dėkojame už paramą! Nepamirškite pasidalinti patikusiais tekstais su savo draugais ir pažįstamais.

O dabar įvertink šią naujieną, padaryk gerą darbą šiandieną + komentuok:

Niekas neišdrįso palikti komentaro.
Komentarai su keiksmažodžiais bus šalinami automatiškai, be atsiprašymo.
avatar

Nemokami skelbimai

Skanaus:
2020-09-29 laikas 10:24 Receptai Varškės pyragas be kiaušinių
Viena mano draugė paklausė, o kodėl tu šį varškės pyragą gamini be kiaušinių, juk vist tiek veganišku jis dėl to netaps, nes yra naudojama varškė. Galiu tik pasakyti, kad jis tiesiog čia nereikalingas, net be jo gaunasi viskas pui...

Skaityti daugiau

2020-09-17 laikas 07:37 Receptai Gardūs kotletukai su grybų įdaru
Juk būna tokių dienų, kai norisi be galo paprasto maisto, kurį valgei vaikystėje svečiuose pas močiutę? Man būna tokie momentai, kai pasiilgstu paprastų kotletų ir šalia burokėlių salotų... Senas, geras, laiko patikrintas receptas...

Skaityti daugiau

2019-09-21 laikas 14:39 Receptai Pieniškos dešrelės bulvių tešloje

Tai nuostabi vakarienė, svečiams atradimas, jei jie netikėtai užsuks pas jus. Galimas dalykas, jums šis patiekalas bus antras iš mėgstamiausių patiekalų, po kiaušinienės. Žinoma, čia tik idėja, galite į bulves įdėti įvairius pr...

Skaityti daugiau

Taip pat skaitykite:
2025-10-27 laikas 20:14 Šveicarija: vyras įsibrovė į dukters kambarį pro langą, motina nufotografavo įtariamąjį
Šveicarijos mieste Benglenas buvo nufotografuotas vyras, gyvenantis prieglobsčio namuose, bėgantis iš šeimos namų pro langą. Vyras buvo įsibrovęs į 25-erių metų dukros kambarį ir, manoma, anksčiau vakare persekiojo jaunesniąją dukrą. Policija jau pal...

Skaityti daugiau

2025-10-27 laikas 20:06 Policija tiria keturių Šiaurės Afrikos migrantų bandymą pagrobti 11-metę mergaitę Barselonos provincijoje
Katalonijos policija tiria bandymą pagrobti 11-metę mergaitę Torelló mieste, į šiaurę nuo Barselonos, po to, kai keturi Šiaurės Afrikos vyrai bandė ją įgrūsti į automobilį, kai ji grįžo namo iš vietos prekybos centro. Incidentas įvyko antradienį, ne...

Skaityti daugiau

2025-10-27 laikas 19:04 Fermi Paradoksas: Kodėl Ateiviai Nebesusisiekia? Nauja Hipotezė
Fermi paradoksas kelia klausimą: kur visi ateiviai Visatos mastelyje? Nauja kognityvinio horizonto hipotezė, siūloma Vojino Rakičiaus, teigia, kad nežemiškas intelektas gali būti tokios prigimties – nefizinis, tarperdvinis ar energijos forma –, kad m...

Skaityti daugiau

2025-10-27 laikas 09:10 Tylus elgesys santykiuose: kodėl žalingas ir kaip spręsti
Tylus elgesys po konflikto dažnai atrodo kaip natūrali reakcija, tačiau jis suteikia ignoruojančiam asmeniui galios ir žaloja santykius. Šeimos terapeutė Aparna Sagaram aiškina, kad tyla priverčia kitą laukti, kol nusileisite, bet tai nepaskatina pok...

Skaityti daugiau

2025-10-27 laikas 08:58 Dėkingumo Galia: Kaip Ji Prailgina Gyvenimą?
Dėkingumas – paprasta praktika, kuri gali pakeisti jūsų gyvenimą. Nauji tyrimai, įskaitant Harvardo universiteto analizę, rodo, kad dėkingi žmonės patiria geresnę emocinę gerovę, miegą ir mažesnę depresijos riziką. Ilgalaikis slaugytojų sveikatos tyr...

Skaityti daugiau