Choć samoloty pasażerskie stają się coraz bardziej nowoczesne i oszczędne, to sama konstrukcja tych maszyn niemal nie zmieniła się od kilku dekad. Co prawda, wielokrotnie w samolotach mieliśmy już wprowadzane bardzo istotne usprawnienia (np. zmiana kształtu okien na owalne), ale wciąż możemy mówić o konstrukcji, która jest kompromisem, a nie ideałem.
NASA i MIT wymyślili skrzydło na nowo
Teraz NASA wraz z prestiżowym instytutem Massachusetts Institute of Technology (MIT) ogłosili projekt nowego typu skrzydła. W artykule opublikowanym przez MIT czytamy, że "zespół inżynierów zbudował i przetestował radykalnie nowy rodzaj skrzydła samolotu".
Zaprojektowane przez nich skrzydło składa się z setek lub tysięcy ściśle połączonych ze sobą elementów. Razem tworzą elastyczną i lekką, ale jednocześnie wytrzymałą siatkę, którą jest następnie pokrywana cienką warstwą materiału polimerowego tworząc w ten sposób powłokę skrzydła.
Naukowcy z NASA i MIT opracowali koncept samolotu przyszłości fot. Kenny Cheung, NASA Ames Research Center
Wynalazek naukowców z NASA i MIT w efekcie daje znacznie lżejszą konstrukcję skrzydła od stosowanych obecnie, a wykonanych z metalu i kompozytów, zachowując przy tym taką samą sztywność. Różnica jest kolosalna, bo nowa konstrukcja ma gęstość 5,6 kilograma na metr sześcienny. Dla porównania, guma ma gęstość około 1500 kilogramów na metr sześcienny, podaje MIT.
Skrzydło przyszłości będzie zmieniać kształt w trakcie lotu
Skrzydło NASA i MIT może też w trakcie lotu zmieniać kształt dostosowując się do konkretnej fazy lotu. Będzie korzystać przy tym z silniczków lub robić to pasywnie. Wszystko dlatego, że każda faza (start, lądowanie, lot czy manewrowanie) potrzebuje nieco innej konstrukcji skrzydła.
Obecnie stosowane skrzydła są nieruchome, dlatego samoloty używają klap i slotów do zapewnienia odpowiedniej siły nośnej przy mniejszych prędkościach i lotek do przechylania maszyny. Skrzydło przyszłości ma z kolei dostosowywać swój kształt, aby zapewnić możliwie najlepszą sterowność w każdej fazie lotu, co z kolei przełoży się na niższe zużycie paliwa.
Naukowcy z NASA i MIT opracowali koncept samolotu przyszłości fot. Eli Gershenfeld, NASA Ames Research Center
Co więcej, produkując skrzydło nowego typu, konstruktorzy będą mogli stworzyć kształt dowolnej figury geometrycznej, która będzie najlepsza.
Fakt, że większość samolotów ma taki sam kształt, wynika z kosztów produkcji. Nie zawsze jest to najbardziej efektywny kształt
- wyjaśnia w artykule Benjamin Jenett z MIT.
Skrzydło przetestowano w tunelu aerodynamicznym
Naukowcy opracowali też metodę produkcji, dzięki której stworzenie każdej z części skrzydła zajmuje zaledwie 17 sekund. Co więcej, przetestowali gotowy model w tunelu aerodynamicznym. Był to egzemplarz, w którym poszczególne elementy zostały połączone ręcznie, a w przyszłości mają zająć się tym roboty. Rezultaty eksperymentu okazały się lepsze od oczekiwanych.
Nowe skrzydło zaprojektowano tak, aby zmieściło się w tunelu aerodynamicznym NASA w Langley Research Center, gdzie zachowywało się nawet lepiej niż przewidywano
- dodał Jenett.
Naukowcy z NASA i MIT opracowali samolot przyszłości fot. NASA
Naukowcy dodają, że struktura, z której wykonano skrzydło, może przydać się nie tylko w branży lotniczej. Być może zostanie w przyszłości wykorzystana do budowy łopatek turbin wiatrowych, mostów lub elementów statków kosmicznych.
Na realne wykorzystanie wynalazku będziemy musieli jeszcze trochę poczekać. Szanse na to, że projekt zostanie wykorzystany, są jednak spore. Pozytywnie o pomyśle wypowiedział się już nawet badacz firmy Boeing, jednego z największych koncernów lotniczych.
Po drugie za projektem stoi potężna NASA, która - choć jest agencją kosmiczną - przyczyniła się do powstania wielu bardzo przydatnych rozwiązań dla samolotów pasażerskich. Wiele z wynalazków stworzonych przy udziale amerykańskiej agencji jest stosowanych dziś powszechnie w lotnictwie, np. bardzo popularne winglety (zagięte lub rozdwojone końcówki skrzydeł) lub szewrony (ząbkowane zakończenie osłon dyszy silników).
