Ein radikal neuer Flugzeugflügel, der beim Fliegen seine Form ändert

• Forscher haben einen neuartigen Flügel entwickelt und getestet, der aus zahlreichen kleinen identischen Teilen zusammengesetzt ist.
• Dieser leichte Flügel kann seine Form ändern, um den Flug des Flugzeugs zu kontrollieren.
• Es könnte die Effizienz der Flugzeugproduktion und -wartung erheblich verbessern.

Die meisten existierenden Flugzeuge haben eine vorhersehbare Form:zwei Flügel, die an einem Rohr befestigt sind. Es gibt auch andere Komponenten wie ein Höhenleitwerk im Heck und bewegliche Module, die an den Fahrzeugen angebracht sind und es dem Flugzeug ermöglichen, an Höhe zu gewinnen und sich zu wenden.

Forscher des MIT und der NASA arbeiten jedoch an einem neuen Flugzeugdesign, das sich radikal von herkömmlichen Flugzeugen unterscheidet. Sie haben einen neuartigen Flügel entwickelt und getestet, der aus zahlreichen kleinen identischen Teilen zusammengesetzt ist. Der Flügel kann seine Form ändern, um den Flug zu kontrollieren, und könnte die Effizienz der Flugzeugproduktion und -wartung erheblich verbessern.

Es wurde im NASA-Windkanal getestet. Und die NASA ist kein Unbekannter in der Transformation von Flugzeugen, wenn man bedenkt, dass AeroVironment RQ-14 Dragon Eye, Boeing NB-52B, Boeing X-40, X-45 und eine aktuelle 10-Motor-Drohne namens Greased Lightning sind.

Wie unterscheidet es sich vom traditionellen Design?

Um die Roll- und Nickbewegungen des Flugzeugs zu bewältigen, benötigen herkömmliche Tragflächen individuelle bewegliche Oberflächen. Das neue Design hingegen beinhaltet eine Mischung aus flexiblen und steifen Modulen, die es ermöglichen, den gesamten Flügel oder Teile davon zu verformen.

Die kleinen Baugruppen werden miteinander verbunden und anschließend mit einem dünnen Film aus ähnlichem Polymermaterial überzogen. Dies führt zu einem viel leichteren und energieeffizienteren Flügel im Vergleich zu herkömmlichen Konstruktionen aus Verbundwerkstoffen oder Metallen.

Da jede Phase eines Fluges – Manövrieren, Reiseflug, Start und Landung – ihre eigenen spezifischen Flügelparameter hat, ist der traditionelle Flügel nicht vollständig für diese optimiert. Ein Flügel, der sich je nach Bedarf dynamisch verformen kann, kann für jede Stufe eine bessere Konfiguration und damit eine bessere Effizienz bieten.

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

Es reagiert automatisch auf Änderungen seiner aerodynamischen Belastungsparameter und ändert seine Form. Einfach ausgedrückt ist es ein sich selbst anpassendes, passives Flügel-Rekonfigurationssystem.

Die Länge des neuen Flügels ist vergleichbar mit dem Flügel eines einsitzigen Flugzeugs. Die Einzelteile des Flügels werden durch ein bekanntes Herstellungsverfahren namens Spritzguss hergestellt. Es dauert nur 17 Sekunden, um ein einzelnes Teil zu bauen. Darüber hinaus lässt sich der Prozess problemlos in typische autonome Montageroboter integrieren und nähert sich damit einem skalierbaren Produktionsniveau.

Bildnachweis:NASA Ames Research Center

Die Dichte des resultierenden Gitters beträgt 5,6 kg/m ³ . Zum Vergleich:Gummi hat eine Dichte von 1.500 kg/m ³ . Beide haben die gleiche Steifigkeit, aber das neue Material hat fast das 1/1000-fache der Dichte des Gummis.

Verwendung und Anwendungen

Da die Gesamtstruktur des Flügels aus kleinen Unterteilen besteht, spielt die Form keine Rolle. Hersteller können es in jede gewünschte Form bringen.

Diese Art von Flügel kann für mehrere andere Anwendungen weitaus effizienter sein. Es könnte die Leistung steigern und die Kosten für große, leichte und steife Strukturen senken. Und diese können leicht entwickelt, modifiziert und getestet/erneut getestet werden.

Lesen Sie:14 einzigartige frühe experimentelle Flugflugzeuge

Eine der vielversprechendsten Anwendungen in naher Zukunft sind flügelähnliche Rotorblätter von Windkraftanlagen (könnten das Problem des Transports längerer Rotorblätter beseitigen) und weltraumgestützte Strukturen wie Antennen.