как устроено, зачем некоторым самолетам излом на крыле

Самолеты, крылья которых имеют характерный «чаячий» излом, видели многие. Но кто задумывался о том, зачем это сделано? Придает ли ломаный изгиб прочности? Может, он увеличивает подъемную силу? Или улучшает аэродинамические качества? Попробуем разобраться, кто и зачем придумал крыло типа gull wing.

Секрет заключается в том, что систему типа «чаячье крыло» применяют в различных целях, причем эти цели иногда могут кардинальным образом друг другу противоречить. Более того, далеко не всегда крыло самолета gull wing вообще выполняет какую-либо функцию. Его появлению способствовал прецедент, связанный с ошибкой одного талантливого инженера.

В 1930 году знаменитый немецкий авиаконструктор Александр Липпиш спроектировал спортивный планер Fafnir. Липпиш разрабатывал машину для конкретных целей — демонстрации возможностей безмоторной авиации и установления рекордов. В своем стремлении к поиску революционного решения инженер применил, помимо ряда других интересных находок, схему крыла с изломом, предполагая, что она увеличит стабильность полета при боковых кренах. Как называется это крыло теперь? Нетрудно догадаться — «чаячье крыло».

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Липпиш ошибался. Но надо же такому случиться, что Fafnir действительно оказался очень удачной конструкцией. Он выиграл ряд воздушных соревнований, «прогремел» по всей Германии, установил мировой рекорд высоты подъема для планера, совершил несколько сверхдальних перелетов. Сам Липпиш придавал конструкции крыла самолёта gull wing большое значение и полагал, что она сыграла немалую роль в успехе планера. Об этом же писали газеты — все-таки излом на крыле был самым заметным визуальным элементом «Фафнира». Планер Липпиша породил нечто вроде моды на «чаячьи крылья»: значительная доля планеров 1930-х годов использовала такую же схему.

Но проведенные много позже аэродинамические исследования показали, что роль излома была мизерной, если не сказать никакой. Липпиш вполне мог самолет, где крыло обычное— и тот был бы не хуже. Последовавшие же за модной тенденцией компании столкнулись с рядом проблем: «чаячье крыло» было значительно сложнее и дороже в изготовлении, да и выгод особых не давало. Преимущества или недостатки планеров создавались за счет других элементов. Тем не менее идея получила свое продолжение, потому что определенная функция у «чаячьего крыла» все-таки имелась.

В море и на суше

Современные исследования доказали: излом крыла вверх (классическое «чаячье крыло»), и обратный излом снижают аэродинамическое качество летательного средства. То есть отношение подъемной силы крыла самолёта к лобовому сопротивлению, а также скороподъемность — скорость набора высоты в полете. В чем же причина его популярности в 1930-е годы и вплоть до конца 1950-х? В первую очередь — в эстетике. Планеры с изломанным крылом напоминали благородных птиц, казались эффект­нее, быстрее, красивее. Чистый дизайн, никакой функциональности. Но если в планеризме «чаячье крыло» оказалось не более чем игрушкой, то в самолетостроении идея Липпиша нашла очевидное функциональное назначение. И в первую очередь — в гидросамолетах.

В 1930—1940-х гидроавиация развивалась ударными темпами. Мощность двигателей и размеры самолетов росли как на дрожжах. Появлялись такие конструкции, как Boeing 314 (1938) — первый самолет, совершавший регулярные трансатлантические рейсы, или Hughes H-4 Hercules (1947) — самый большой самолет в мире, причем рекорд по размаху крыла летательного аппарата он удерживает по сей день. Все это были летающие лодки.

Рост мощности предъявлял определенные требования и к пропеллерам. В скоростных истребителях «работало» повышение оборотов двигателя, но для относительно тихоходных гидросамолетов такая схема не подходила. Для эффективной работы мощного двигателя приходилось увеличивать диаметр винта. Это меняло и устройство крыла самолета. 

Тут-то и возникло расхождение. С одной стороны, крыло должно было находиться достаточно близко к воде, поскольку поплавок на слишком длинной опоре терял жесткость и мог подломиться при посадке. А при использовании более массивной конструкции система становилась тяжелее. Но с другой стороны, точки крепления двигателей должны были возвышаться над водной поверхностью для со­зда­ния должного зазора между лопастями пропеллеров и водой. Изгиб позволил решить эту проблему — двигатели устанавливались на верхней точке крыла, на самом изломе, а законцовки с поплавком «спускались» к воде. Первой лодкой, в конструкции которой использовался этот прием, стала Short R.24/31 Knuckleduster, британский плавающий моноплан 1933 года. Из хорошо известных российскому читателю амфибий с «чаячьим крылом» стоит упомянуть Бе-12, построенный в 1960 году ОКБ Бериева. Бе-12 оказался достаточно удачной моделью, в документации он получил говорящее наименование «Чайка». Впрочем, аналогичные крылья имел и самолет-амфибия Бе-6  — его предшественник.

А вот в «сухопутных» самолетах «чаячье крыло» себя не оправдывало. Первой попыткой его применения был польский моноплан PZL P.1 системы Жигмонта Пилявского. Элемент изгиба крыла самолёта конструктор использовал, чтобы максимально поднять плоскость крыла над фюзеляжем, обеспечивая пилоту наилучший боковой обзор (в классических монопланах того времени крылья и их крепления перекрывали большую часть поля зрения пилота). Система Пилявского более или менее прижилась и даже получила особое название — «польское крыло». Впоследствии оно использовалось в советском истребителе 1938 года И-153 «Чайка» — как иначе мог он называться?

Обратный излом

Итак, прямой излом (с острием угла, смотрящим вверх) на аэродинамику влиял негативно, зато позволял решить другие конструктивные задачи и повысить эстетические свойства самолета. А если «сломать» крыло в другом направлении? Появляется еще один вид крыльев самолета. Как ни странно, подобная система («обратная чайка») на земле решала ровно ту же задачу, что прямой излом — на воде. В отличие от гидропланов, обычные самолеты имели один центрально расположенный двигатель и, соответственно, пропеллер. Зазор между лопастями и землей при взлете и посадке тут играет еще большую роль, нежели у амфибий. Соответственно, увеличить этот зазор можно, расположив стойки шасси на самых нижних точках крыльев и таким образом максимально увеличив дорожный просвет самолета. Конечно, можно удлинять и сами стойки — но при этом, как говорилось выше, снижается их жесткость и растет масса. Схему «обратной чайки» использовал, например, американский истребитель Vought F4U Corsair — он имел самый большой из всех американских самолетов такого класса диаметр пропеллера и при этом очень короткие, жесткие стойки шасси, укрепленные как раз в точке излома крыла, на стыке корневого и концевого участков.

Среди других самолетов того времени с «обратной чайкой» были немецкие — Junkers Ju 87 — и японские, в частности Mitsubishi A5M, предшественник легендарного «Зеро». Интересно, что конструкция крыла самолёта с изломом в их случае давало и еще одно преимущество: крепление основания крыла к округлому фюзеляжу производилось под прямым углом, что упрощало конструкцию и делало ее прочнее. У «Юнкерса» увеличенная таким образом посадка позволяла также разместить под корпусом больший запас бомб.

Нужно ли это сейчас?

Все задачи, которые могло решить «чаячье крыло», давно отошли в прошлое. Изменилось все — самолеты, двигатели, пропеллеры. Совсем иначе выглядят современные бомбардировщики и гидросамолеты, никто не заблуждается относительно аэродинамических преимуществ излома на крыле — от былой славы осталась только эстетическая составляющая. Зачем современному самолету крылья как у чайки? Незачем. Проще говоря, сегодня gull wing имеет смысл только в плане дизайна.

Строят ли сегодня самолеты с подобной схемой?  Самолеты — нет, а вот планеры иногда встречаются. Также gull wing широко используется в авиамодельном искусстве благодаря эстетической составляющей. Фраза «Самолет летит, крылья гнутые» потеряла актуальность. Но все-таки красоту не отберешь, каким бы сомнительным ни было функциональное назначение. Чайка прекрасна, не правда ли?

Кессон крыла МС-21 из российских композитов прошел испытания на прочность

https://ria.ru/20220329/ms-21-1780629879.html

Кессон крыла МС-21 из российских композитов прошел испытания на прочность

Кессон крыла МС-21 из российских композитов прошел испытания на прочность — РИА Новости, 29. 03.2022

Кессон крыла МС-21 из российских композитов прошел испытания на прочность

Кессон крыла новейшего отечественного самолета МС-21 из российских композитов успешно прошел этап испытаний на прочность, сообщает пресс-служба «Ростеха». РИА Новости, 29.03.2022

2022-03-29T11:48

2022-03-29T11:48

2022-03-29T11:48

мс-21

технологии

россия

экономика

иркут (корпорация)

ростех

юрий слюсарь

/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content

/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content

https://cdnn21.img.ria.ru/images/07e6/01/17/1769146493_0:320:3072:2048_1920x0_80_0_0_32aa308bf48d5304db9a8d589a079f70.jpg

МОСКВА, 29 мар — РИА Новости. Кессон крыла новейшего отечественного самолета МС-21 из российских композитов успешно прошел этап испытаний на прочность, сообщает пресс-служба «Ростеха».»Объединенная авиастроительная корпорация «Ростеха» и Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского (входит в НИЦ «Институт имени Н. Е. Жуковского») успешно провели важнейший этап статических испытаний кессона крыла самолета МС-21, изготовленного из российских полимерных композиционных материалов. Для подтверждения прочности изделия его подвергли разрушающим нагрузкам, значительно превышающим те, что возможны в реальном полете», — говорится в сообщении.Нормы авиабезопасности, как отмечает «Ростех», требуют, чтобы при статических испытаниях кессон выдержал так называемую расчетную нагрузку. Она, в свою очередь, в полтора раза больше максимально возможной нагрузки при эксплуатации. На стенде ЦАГИ кессон разрушился при нагрузке, превышающей расчетную. Испытание проведено в специально созданных климатических условиях. Для учета влияния температуры на прочностные характеристики композиционного материала часть конструкции крыла самолета подвергалась нагреву.»Успешное проведение испытаний подтвердило правильность методик расчета прочности изделий из композитов. Экспериментально доказано, что основной силовой элемент крыла — кессон — обеспечивает прочность и безопасность при самом неблагоприятном сочетании условий полета. Все строящиеся лайнеры будут оснащаться крылом из отечественных материалов», — заявил гендиректор ОАК Юрий Слюсарь.Кессон изготовлен АО «АэроКомпозит» — дочерним предприятием ПАО «Корпорация «Иркут» (входит в ОАК «Ростеха»). Российские материалы для силовых композитных конструкций крыла разработаны при участии ученых МГУ и «Росатома», специалистов авиапрома. Самолет МС-21-300, крыло которого изготовлено из российских материалов, поднялся в небо 25 декабря 2021 года. Первому полету предшествовал большой комплекс наземных испытаний, которые показали соответствие отечественных композитов требованиям к конструкции самолета.Западные страны в связи со спецоперацией по демилитаризации Украины ввели жесткие антироссийские санкции. В частности, ЕС запретил поставки в Россию гражданских самолетов и запчастей, а лизингодателей обязал до конца марта разорвать контракты с российскими авиакомпаниями. Под запретом оказались и услуги техобслуживания и страхования самолетов, а Евросоюз, США, Канада и ряд других стран закрыли небо для российских самолетов.

https://ria.ru/20220322/proizvodstvo-1779464993.html

https://ria.ru/20220325/samolet-1780140652.html

https://ria.ru/20220325/tury-1780075929.html

россия

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

2022

Владимир Лаврентьев

Владимир Лаврентьев

Новости

ru-RU

https://ria.ru/docs/about/copyright.html

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

1920

1080

true

1920

1440

true

https://cdnn21.img.ria.ru/images/07e6/01/17/1769146493_0:0:2732:2048_1920x0_80_0_0_83c898ce8637a8a931e1af10ebd4d7b9.jpg

1920

1920

true

РИА Новости

1

5

4. 7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

Владимир Лаврентьев

мс-21, технологии, россия, экономика, иркут (корпорация), ростех, юрий слюсарь

МС-21, Технологии, Россия, Экономика, Иркут (корпорация), Ростех, Юрий Слюсарь

МОСКВА, 29 мар — РИА Новости. Кессон крыла новейшего отечественного самолета МС-21 из российских композитов успешно прошел этап испытаний на прочность, сообщает пресс-служба «Ростеха».

«Объединенная авиастроительная корпорация «Ростеха» и Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского (входит в НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского») успешно провели важнейший этап статических испытаний кессона крыла самолета МС-21, изготовленного из российских полимерных композиционных материалов. Для подтверждения прочности изделия его подвергли разрушающим нагрузкам, значительно превышающим те, что возможны в реальном полете», — говорится в сообщении.

Серийное производство самолета МС-21 начнется в 2024 году

22 марта 2022, 15:40

Нормы авиабезопасности, как отмечает «Ростех», требуют, чтобы при статических испытаниях кессон выдержал так называемую расчетную нагрузку. Она, в свою очередь, в полтора раза больше максимально возможной нагрузки при эксплуатации. На стенде ЦАГИ кессон разрушился при нагрузке, превышающей расчетную. Испытание проведено в специально созданных климатических условиях. Для учета влияния температуры на прочностные характеристики композиционного материала часть конструкции крыла самолета подвергалась нагреву.

«Успешное проведение испытаний подтвердило правильность методик расчета прочности изделий из композитов. Экспериментально доказано, что основной силовой элемент крыла — кессон — обеспечивает прочность и безопасность при самом неблагоприятном сочетании условий полета. Все строящиеся лайнеры будут оснащаться крылом из отечественных материалов», — заявил гендиректор ОАК Юрий Слюсарь.

Мантуров: иностранцы не вернули авансы по поставкам деталей для SSJ100

25 марта 2022, 18:11

Кессон изготовлен АО «АэроКомпозит» — дочерним предприятием ПАО «Корпорация «Иркут» (входит в ОАК «Ростеха»). Российские материалы для силовых композитных конструкций крыла разработаны при участии ученых МГУ и «Росатома», специалистов авиапрома. Самолет МС-21-300, крыло которого изготовлено из российских материалов, поднялся в небо 25 декабря 2021 года. Первому полету предшествовал большой комплекс наземных испытаний, которые показали соответствие отечественных композитов требованиям к конструкции самолета.

Западные страны в связи со спецоперацией по демилитаризации Украины ввели жесткие антироссийские санкции. В частности, ЕС запретил поставки в Россию гражданских самолетов и запчастей, а лизингодателей обязал до конца марта разорвать контракты с российскими авиакомпаниями. Под запретом оказались и услуги техобслуживания и страхования самолетов, а Евросоюз, США, Канада и ряд других стран закрыли небо для российских самолетов.

Туроператоры начали отменять туры за границу на апрель и май

25 марта 2022, 19:37

инженеров Массачусетского технологического института и НАСА демонстрируют новый тип крыла самолета | Новости Массачусетского технологического института

Группа инженеров построила и испытала радикально новый тип крыла самолета, собранный из сотен крошечных одинаковых частей. Исследователи говорят, что крыло может менять форму, чтобы управлять полетом самолета, и может значительно повысить эффективность производства самолетов, полетов и обслуживания.

Новый подход к конструкции крыла может обеспечить большую гибкость при проектировании и производстве самолетов будущего. Новая конструкция крыла была испытана в аэродинамической трубе НАСА и описана сегодня в статье в журнале 9.0005 Smart Materials and Structures , в соавторстве с инженером-исследователем Николасом Крамером из NASA Ames в Калифорнии; выпускник Массачусетского технологического института Кеннет Ченг SM ’07 PhD ’12, сейчас в NASA Ames; Бенджамин Дженетт, аспирант Центра битов и атомов Массачусетского технологического института; и восемь других.

Вместо того, чтобы требовать отдельных подвижных поверхностей, таких как элероны, для управления креном и тангажем самолета, как это делают обычные крылья, новая система сборки позволяет деформировать все крыло или его части за счет сочетания жестких и гибкие компоненты в его структуре. Крошечные подузлы, которые скреплены болтами, образуя открытую, легкую решетчатую раму, затем покрывают тонким слоем аналогичного полимерного материала, что и рама.

В результате получается крыло, которое намного легче и, следовательно, гораздо более энергоэффективно, чем крылья традиционной конструкции, сделанные из металла или композитов, говорят исследователи. Поскольку структура, состоящая из тысяч крошечных треугольников похожих на спички распорок, состоит в основном из пустого пространства, она образует механический «метаматериал», который сочетает структурную жесткость резиноподобного полимера с чрезвычайной легкостью и низкой плотностью аэрогеля. .

Дженетт поясняет, что для каждого из этапов полета — взлета и посадки, крейсерского полета, маневрирования и т. д. — у каждого свой, разный набор оптимальных параметров крыла, поэтому обычное крыло — обязательно компромисс, не оптимизированный для любой из них, и, следовательно, жертвует эффективностью. Крыло, которое постоянно деформируется, могло бы обеспечить гораздо лучшее приближение к наилучшей конфигурации для каждой ступени.

Хотя можно было бы включить двигатели и тросы для создания сил, необходимых для деформации крыльев, команда сделала еще один шаг и разработала систему, которая автоматически реагирует на изменения в условиях аэродинамической нагрузки, изменяя свою форму — своего рода самонастраивающийся, пассивный процесс реконфигурации крыла.

«Мы можем повысить эффективность, сопоставив форму с нагрузками под разными углами атаки», — говорит Крамер, ведущий автор статьи. «Мы можем произвести точно такое же поведение, которое вы бы сделали активно, но мы сделали это пассивно».

Все это достигается за счет тщательного проектирования относительного расположения стоек с различной степенью гибкости или жесткости, разработанных таким образом, чтобы крыло или его части изгибались определенным образом в ответ на определенные виды нагрузок.

Несколько лет назад Ченг и другие продемонстрировали основной принцип, создав крыло длиной около метра, что сопоставимо с размером типичной модели самолета с дистанционным управлением. Новая версия, примерно в пять раз длиннее, по размерам сравнима с крылом настоящего одноместного самолета и может быть проста в изготовлении.

В то время как эта версия была собрана вручную командой аспирантов, повторяющийся процесс спроектирован так, чтобы его легко выполняла группа небольших простых автономных сборочных роботов. По словам Дженетт, дизайн и испытания роботизированной системы сборки станут предметом предстоящей статьи.

Отдельные детали предыдущего крыла были вырезаны с помощью системы гидроабразивной резки, и на изготовление каждой детали уходило несколько минут, говорит Дженетт. Новая система использует литье под давлением с полиэтиленовой смолой в сложной трехмерной форме и изготавливает каждую часть — по сути, полый куб, состоящий из распорок размером со спичку вдоль каждого края — всего за 17 секунд, говорит он, что требует длительного времени. намного ближе к масштабируемому уровню производства.

«Теперь у нас есть метод производства», — говорит он. Несмотря на то, что в инструменты вложены первоначальные средства, после их завершения «детали становятся дешевыми», — говорит он. «У нас есть коробки и коробки с ними, все равно».

Полученная решетка, по его словам, имеет плотность 5,6 килограмма на кубический метр. Для сравнения, каучук имеет плотность около 1500 кг на кубический метр. «У них одинаковая жесткость, но у нашего меньше примерно одной тысячной плотности», — говорит Дженетт.

Поскольку общая конфигурация крыла или другой конструкции состоит из мельчайших частей, на самом деле не имеет значения, какова их форма. «Вы можете сделать любую геометрию, которую захотите», — говорит он. «Тот факт, что большинство самолетов имеют одинаковую форму» — по сути, трубу с крыльями — «из-за дороговизны. Это не всегда самая эффективная форма». Но огромные инвестиции в проектирование, инструменты и производственные процессы упрощают использование давно зарекомендовавших себя конфигураций.

Исследования показали, что интегрированная конструкция корпуса и крыла может быть гораздо более эффективной для многих применений, говорит он, и с помощью этой системы их можно легко построить, протестировать, модифицировать и повторно протестировать.

«Исследование показывает перспективы снижения затрат и повышения производительности больших, легких и жестких конструкций», — говорит Дэниел Кэмпбелл, исследователь конструкций из Aurora Flight Sciences, компании Boeing, который не участвовал в этом исследовании. «Наиболее многообещающими ближайшими приложениями являются конструкционные приложения для дирижаблей и космических конструкций, таких как антенны».

Новое крыло было спроектировано таким образом, чтобы его можно было разместить в высокоскоростной аэродинамической трубе НАСА в Исследовательском центре Лэнгли, где оно работало даже немного лучше, чем предполагалось, говорит Дженетт.

Та же система может быть использована и для изготовления других конструкций, говорит Дженетт, в том числе крылатых лопастей ветряных турбин, где возможность сборки на месте позволяет избежать проблем с транспортировкой все более длинных лопастей. Подобные сборки разрабатываются для создания космических конструкций и в конечном итоге могут быть полезны для мостов и других конструкций с высокими эксплуатационными характеристиками.

В состав группы входили исследователи из Корнельского университета, Калифорнийского университета в Беркли, Калифорнийского университета в Санта-Круз, Исследовательского центра НАСА в Лэнгли, Каунасского технологического университета в Литве и компании Qualified Technical Services, Inc. в Моффетт-Филд, Калифорния. . Работа была поддержана программой NASA ARMD Convergent Aeronautics Solutions (проект MADCAT) и Центром битов и атомов Массачусетского технологического института.

Поделитесь этой новостной статьей:

Упоминания в прессе

Popular Science

Popular Science Репортер Роб Вергер пишет, что исследователи Массачусетского технологического института и НАСА разработали новый дизайн крыла самолета, которое может менять форму в полете. Поскольку крыло самолета собирается из сотен различных частей, его можно запрограммировать определенным образом, чтобы контролировать «реакцию на аэродинамическую нагрузку», объясняет аспирант Бенджамин Дженетт.

Полная версия статьи Popular Science →

Newsweek

Исследователи из Массачусетского технологического института и НАСА разработали крыло самолета, собранное из сотен одинаковых деталей, которое может повысить гибкость производственного процесса, сообщает Аристос Георгиу для Newsweek . «Мы надеемся, что наш подход улучшит производительность и, таким образом, сэкономит ресурсы для различных видов транспорта в будущем», — объясняет аспирант Бенджамин Дженетт.

Полная история через Newsweek →

Fast Company

Fast Company репортер Мелисса Локер пишет, что исследователи из Массачусетского технологического института и НАСА разработали новый тип крыла самолета, состоящего из сотен крошечных одинаковых частей, которые могут менять форму в полете . Локер объясняет, что новый дизайн «означает, что крыло может трансформироваться, чтобы быть оптимальным для каждого шага, что делает полет намного более эффективным».

Полная история через Fast Company →

Popular Mechanics

Репортер Popular Mechanics Эрик Лаймер рассказывает, как исследователи Массачусетского технологического института и НАСА разработали новое изменяющее форму крыло самолета. Лаймер объясняет, что новое крыло, «состоящее из сотен одинаковых частей, является основой для самолетов с гибкими крыльями, которые динамически трансформируются в полете, чтобы создать оптимальную форму для их ежедневных условий полета».

Полная история через Popular Mechanics →

Ссылки по теме

• Документ: «Преобразование упругой формы сверхлегких конструкций с помощью программируемой сборки»
• Центр битов и атомов
• Школа архитектуры и планирования

Новое крыло самолета движется как птичье и может радикально изменить конструкцию самолета

Автор: Хилари Уайтман, CNN

Крылья самолетов традиционно крепкие, толстые и крепкие, но группа исследователей под руководством НАСА создала гибкое крыло, которое трансформируется во время полета.

Имея ширину 14 футов или четыре метра, новое крыло состоит из тысяч элементов, которые подходят друг к другу и функционируют аналогично крылу птицы, говорит один из авторов отчета, инженер-исследователь НАСА Ник Крамер.

«Что-то вроде кондора блокирует свои суставы во время полета, а затем (приспосабливает) свое крыло к более оптимальной форме для своего полета, а затем, когда он хочет выполнить более агрессивный маневр , он разблокирует плечо , Это аналогичный ответ на то, что мы здесь делаем», — сказал он в телефонном интервью.

Но не только то, как функционирует новое крыло, отличает его, утверждают исследователи, соавторы статьи, опубликованной на этой неделе в журнале «Умные материалы и конструкции».

В целях тестирования это первоначальное крыло было собрано вручную, но будущие версии могут быть созданы с помощью миниатюрных роботов. Авторы и права: Кенни Чунг, Исследовательский центр Эймса НАСА

Команда, в которую входят эксперты из НАСА и Массачусетского технологического института, говорят, что их конструкция может привести к значительной эффективности производства и обслуживания самолетов в будущем.

Кеннет Чунг, научный сотрудник Исследовательского центра Эймса НАСА, приводит пример Boeing 787 Dreamliner, который сконструирован из настолько больших частей тела, что для их изготовления требуются негабаритные формы и печи, прежде чем они будут транспортированы на борт. еще большие самолеты до точки сборки. То же самое относится и к Airbus A380.

«Масштабирование затрат и объем инфраструктуры, которую бизнесу необходимо инвестировать для реализации этих новых проектов, довольно экстраординарны», — сказал Чунг в телефонном интервью. «Итак, то, что мы делаем с этими проектами, — это попытка уменьшить все это, чтобы вы могли иметь такую ​​​​же производительность с точки зрения материалов, но иметь возможность производить их без создания всей инфраструктуры, которая требуется в настоящее время. »

НАСА называет трех победителей среди домов для Марса

Новые крылья создаются путем впрыскивания армированного волокном полиэфиримида в трехмерную форму для создания каждой части, которая сцепляется вместе в процессе, который в конечном итоге может быть выполнен роем сборочные роботы.

«Там, где традиционно у вас должна быть фабрика, которая больше, чем вещь, которую вы производите, здесь способ объединения единиц позволяет вам точно предсказать, какой формы что-то будет, просто основываясь на том, сколько компонентов вы вместе», — сказал Ченг.

Сверхлегкая модульная конструкция также может быть легко упакована для транспортировки, что также делает ее потенциально идеальной упаковкой для другой цели — отправки в космос.

«Все эти вещи очень хорошо сочетаются с запуском на орбиту и сборкой в ​​очень большую космическую конструкцию», — сказал Крамер. «Так что это очень привлекательное приложение, которое мы активно изучаем — роботизированная сборка этих решетчатых структур в космосе».

Показана сборка крыла, собранная из сотен одинаковых узлов. Предоставлено: НАСА

Хотя концепция более дешевых и универсальных самолетов может быть привлекательной для коммерческой авиации, существуют серьезные препятствия, которые необходимо преодолеть, прежде чем они появятся где-нибудь рядом с аэропортом.

Важным вопросом является интеграция материала в существующие системы, что, вероятно, потребует полного изменения традиционного подхода к проектированию самолетов. А это требует времени, исследований и, конечно же, денег.

«Если вы хотите оправдать изменение традиционного производственного процесса аэрокосмической промышленности, у вас должна быть действительно веская причина», — сказал Крамер. «Поэтому ваш прирост производительности должен быть достаточно значительным, чтобы оправдать это. Дело не в том, осуществимо ли это, а в том, является ли это финансово рыночным».

Система также предназначена для программирования, поэтому форма крыла будет автоматически трансформироваться в соответствии с изменением условий аэродинамической нагрузки на разных этапах полета. Предоставлено: Эли Гершенфельд, Исследовательский центр Эймса НАСА

Если технология в конечном итоге попадет на коммерческие самолеты, она может изменить не только производство, но и техническое обслуживание самолетов, сказал Чунг.