Ученый занялся разработкой сверхаэродинамичного крыла

Неподвижная геометрия крыла неэффективна для снижения сопротивления при полете

Несмотря на то, что авиации всего чуть больше века, она имеет потрясающие достижения в области проектного конструирования, использования новейших материалов, а главное – мы можем видеть примеры уникального гражданского и военного транспорта. Первые самолеты были сделаны из дерева, картона и ткани, теперь они построены с использованием новейших разработок – ​​искусственных волокон, новых полимеров и нанотехнологий.

Современные воздушные путешествия – это быстрый и комфортный способ передвижения, но миллионы таких перемещений в год оказывают влияние на здоровье планеты. К счастью, известный исследователь из Университета Райсона нашел способ сохранить здоровье нашей планеты, изменив природу авиаперелетов, сообщается в phys.org.

Профессор аэрокосмической инженерии Фенфен (Джефф) Кси работает над проектом «Морфинг», в этом деле его поддерживает Совет по естественным наукам и инженерным исследованиям Канады. Традиционная форма крыльев самолета известна каждому, как и то, что крылья стационарны и неподвижны во время передвижения, но проект профессора Кси расширяет грани понимания классического полета. Закрылки и предкрылки – это те части крыльев, которые способны менять свое положение. Однако на протяжении всего полета большую часть времени крыло имеет изначально заданную форму, что противоречит оптимальной аэродинамике самолета.

По сравнению со строением птичьих крыльев с их удивительными возможностями самые современные механические закрылки и предкрылки, а также поворотные системы крыльев – это слишком тяжелые, сложные и непродуктивные системы.

Профессор Кси считает, что неподвижная геометрия крыла неэффективна для снижения сопротивления при полете. Испытывая большее сопротивление воздуху, самолет потребляет больше топлива, а это, в свою очередь, негативно сказывается на количестве вредных выбросов в атмосферу. Загрязнение воздуха в верхних слоях атмосферы не только инициирует изменение климата, но и потенциально угрожает всему живому на планете.

«Согласно данным за 2010 год, токсичные вещества, остающиеся в воздухе после авиарейсов, убивают до 10 000 человек по всему миру ежегодно», – такое заявление сделал исследователь Массачусетского технологического института Стивен Баретт. Всемирная организация здравоохранения соглашается со словами исследователя, подтверждая, что многие смерти действительно вызваны загрязнением воздуха. Это могут быть как сердечно-сосудистые, так и респираторные заболевания, например, рак легких.

Очевидно, ставки высоки, особенно в свете растущего спроса на авиаперевозки. Например, в соответствии с прогнозами Федерального управления гражданской авиации США, к 2032 году количество полетов увеличится вдвое.

Современные самолеты могут объединять в себе несколько функций, увеличивая этим свою ценность, но одновременно повышаются и требования к ним. Если самолет-гибрид предназначен для объединения нескольких профилей полета, то конструкция его крыла должна максимально повысить его общую эффективность для выполнения миссий.

Профессор Кси работает вместе со своими студентами, аспирантами и коллегами, в том числе Полом Уолшем с кафедры аэрокосмического конструирования, чтобы найти выход из сложившейся ситуации. Суть их проекта в использовании легких материалов и модулей, которые могли бы преобразовывать свою форму в соответствии с уникальными аэродинамическими требованиями каждого этапа полета.

Это помогло бы добиться оптимальной производительности на всех стадиях полета – при взлете, наборе высоты, полете, спуске и посадке. Ученые смогли бы снизить сопротивление воздуху, что означало бы меньшее потребление топлива и меньшее количество выбросов.

Команда исследователей уже получила патент в США на свой инновационный проект по изменению геометрии крыла. Новые крылья будут состоять из подвижных секций, которые будут поддерживаться мощными лучами-тросами по всей длине крыльев. Эти же лучи будут оборудованы датчиками и смогут передавать информацию на бортовой компьютер, который управляет всем процессом полета. Такие компьютеры будут контролировать различные модули крыльев, что обеспечит максимальный аэродинамический эффект.

На сегодняшний день прототип прошел испытания в лаборатории реконфигурируемых систем. Пока эксперимент проходил в инженерно-вычислительном центре Университета Райсона под руководством профессора Кси, однако скоро исследователь планирует протестировать новый вид крыла в большой аэродинамической трубе.