Kogud

MIT ja NASA tutvustavad uue lennuki tiibade radikaalset disaini

MIT ja NASA tutvustavad uue lennuki tiibade radikaalset disaini

MIT ja NASA insenerid on jaganud täiesti uut tüüpi lennukitiiva kujundust. Radikaalne tiib on valmistatud sadadest pisikestest ühesugustest tükkidest. Tiib võib lennuki lennu juhtimiseks kuju muuta. Loojate sõnul võib tõhus disain suurendada õhusõidukite tootmist, lendamist ja hooldust.

Tiiba katsetati NASA tuuletunnelis. Tüüpilistel tiibkonstruktsioonidel on eraldi liikuvad pinnad, näiteks aileronid, et kontrollida lennuki rulli ja sammu. Uus tiib võib aga liigutada kogu tiiba või ainult sektsioone, et liikumist paremini kontrollida.

Pisikesed tükid saavad kokku, moodustades metamaterjali

Tiib koosneb nii jäikadest kui ka painduvatest komponentidest. Kõik üksikud detailid on valmistatud polümeermaterjalist, kui need on avatud võre karkassist tükid kokku kinnitatud.

See on üldiselt palju kergem kui tavalised lennuki tiivad ja seetõttu palju energiasäästlikum. Tiibade uurimisrühm kirjeldab, kuidas lennuk on valmistatud ‘tuhandetest väikestest kolmnurkadest tikutopsilaadsetest tugedest’, mille tulemuseks on peamiselt tühja ruumi raamistik.

Lõputud kuju võimalused

Kombineeritud tükid moodustavad "metamaterjali", mis on jäik nagu polümeer, kuid äärmiselt kerge nagu aerogeel. Traditsioonilised tiibade kujundused on tiiva parimate kujundite kompromiss, mida on vaja igas erinevas lennuetapis alates stardist kuni kruiisini. See uus tiibkonstruktsioon võib kuju muuta, et olla optimaalne disain iga lennuetapi jaoks.

Tiib nihutaks ise kuju vastavalt erinevatele aerodünaamilistele koormustingimustele. Passiivne iseliikuv tiib saavutatakse ainult erineva paindlikkuse või jäikusega tugipostide väga ettevaatliku paigutamise kaudu. See võimaldab tiival painduda konkreetsel viisil vastavalt oma praegusele olekule. "Oleme võimelised efektiivsust saavutama, sobitades kuju koormustele erinevates rünnakunurkades," ütleb Cramer, artikli juhtiv autor. "Oleme võimelised tekitama täpselt sama käitumist, mida teeksite aktiivselt, kuid tegime seda passiivselt."

Lihtne valmistada

Kuigi tudengid panid selle prototüübi tiiva käsitsi kokku, sai tulevaste iteratsioonide hõlpsasti ehitada väikeste, lihtsate autonoomsete monteerimisrobotite sülem. Iga üksik tükk on valmistatud survevalu ja keeruka 3D-vormi abil.

Iga tükk sarnaneb õõnsa kuubikuga, mis koosneb tikutipu suurustest tugipostidest mööda igat serva. Ühe tüki loomiseks kulub vaid 17 sekundit. "Nüüd on meil tootmismeetod olemas," ütleb ta. Ehkki tööriistadesse investeeritakse varakult, on see pärast seda tehtud "osad odavad", ütleb ta. "Meil on kastid ja kastid neist kõik ühesugused."

Tulemuseks olev tiibkonstruktsioon võib dramaatiliselt eemale minna ka tuttavast kitsenevast õõnestorust. "Saate teha mis tahes geomeetriat, kui soovite," ütleb ta. "See, et enamik lennukeid on sama kujuga, on tingitud kuludest. See pole alati kõige tõhusam kuju. "

Täna ilmub ajakirjas tiiva arengut kirjeldav paber [PDF] Nutikad materjalid ja struktuurid, kaasautoriks uurimisinsener Nicholas Cramer NASA Ameses Californias; MITi vilistlane Kenneth Cheung SM ’07 PhD ’12, nüüd NASA Amesis; Benjamin Jenett, MITi bitide ja aatomite keskuse kraadiõppur; ja veel kaheksa.


Vaata videot: Origami in Space: BYU-designed solar arrays inspired by origami (Detsember 2021).