Liekot, morfējošus spārnus, kas pārklāti ar gabaliem, kas pārklājas, un kas atgādina svarus vai spalvas, varētu izmantot, lai uzbūvētu veiklākas, degvielu taupošas lidmašīnas, atklāts jauns pētījums.
Mūsdienās parastās lidmašīnas parasti paļaujas uz atvāžamiem atlokiem, kas pazīstami kā ailerons, lai palīdzētu kontrolēt to, kā lidmašīnas slīpumā lido. Tomēr, kad brāļi Wright lidoja pirmo lidmašīnu - Flyer 1 - pirms vairāk nekā gadsimta, viņi neizmantoja aileonus. Tā vietā viņi kontrolēja gaisa kuģi, izmantojot vadus un skriemeļus, kas salieca un savērpa koka un audekla spārnus.
Zinātnieki jau sen ir centušies radīt lidmašīnas, kas lidojuma laikā var mainīt vai morfizēt viņu spārnus tāpat kā putni. Teorētiski spārnu slīpēšana radītu vienmērīgākas aerodinamiskās virsmas, padarot lidaparātu veiklāku un efektīvāku nekā lidaparāts, kas lido ar daudzām atsevišķām kustīgām virsmām. [Augšā viņa iet! 8 no visjaunākajām agri lidojošajām mašīnām]
Tomēr vairums iepriekšējo mēģinājumu attīstīt morfējošos spārnus nav izdevušies, jo tie paļāvās uz mehāniskām vadības struktūrām spārnu iekšpusē, kas bija tik smagi, ka atcēla visas priekšrocības, ko sniedza morfēšana. Šīs struktūras bija arī sarežģītas un neuzticamas, sacīja pētījuma līdzautors Neils Geršenfelds, fiziķis un MIT Bitu un atomu centra direktors.
"Cilvēki gadiem ilgi ir strādājuši pie aerodinamikas izveidošanas, bet progress ir bijis lēns," WordsSideKick.com sacīja Geršenfelds.
Bet šie jaunie morfējošie spārni ļāva pētniekiem "padarīt visu spārnu par mehānismu", teikts Geršenfelda paziņojumā. "Tas nav kaut kas, ko mēs ieliekam spārnā."
Jaunā spārna arhitektūra sastāv no sīku, spēcīgu, vieglu moduļu sistēmas. Spārna formu var vienmērīgi mainīt visā tā garumā, izmantojot divus mazus motorus, kas katram spārna smailim rada pagriešanās spiedienu.
Šie spārni ir pārklāti ar elastīga materiāla, kas pārklājas, ar elastīgu materiālu sloksnēm, kas atgādina zivju svarus vai putnu spalvas. Šīs sloksnes pārvietojas viena otrai pāri, veidojot spārnus, nodrošinot gludu ārējo virsmu, skaidroja pētnieki.
Šo spārnu vēja tuneļa testi parādīja, ka tie vismaz atbilst vienas parastajām spārnu aerodinamiskajām īpašībām un ir aptuveni viena desmitā daļa no svara. Sākotnējie testi, izmantojot attālināti vadāmus lidaparātus, kas izgatavoti ar šiem spārniem, ir parādījuši lielu solījumu, sacīja pētījuma vadošais autors Benjamin Jenett, MIT Bitu un atomu centra maģistrants. "Pirmos testus veica sertificēts testa pilots, un viņš to uzskatīja par tik atsaucīgu, ka nolēma veikt kādu akrobātiku," teikts Dženetas paziņojumā.
Pat nelieli degvielas efektivitātes uzlabojumi var būtiski ietekmēt aviācijas nozares ekonomiku un tās ieguldījumu siltumnīcefekta gāzu emisijās.
"Mērķis ir būvēt visu lidmašīnu šādā veidā - gan apkalpotu, gan bezpilota, lai jūs varētu deformēt to formas," sacīja Geršenfelds. "Spārni ir tikai pirmais solis."
Pētnieki atzīmēja, ka lielu konstrukciju, piemēram, lidmašīnu spārnu, būvēšana no mazu, identisku celtniecības bloku masīva - ko Geršenfelds sauca par “digitālajiem materiāliem” - ievērojami vienkāršo ražošanas procesu. Lai gan vieglo kompozītmateriālu spārnu konstrukcijai lidaparātiem pašlaik ir nepieciešams liels, specializēts aprīkojums materiāla slāņošanai un sacietēšanai, zinātnieku izstrādātās jaunās moduļu konstrukcijas varēja ātri izgatavot masveida daudzumos un pēc tam salikt mazo robotu komandas.
"Mēs masveidā ražojam gabalus un saliekam tos tāpat kā viņi ir Legos," sacīja Geršenfelds.
Arī šīs moduļu konstrukcijas var vieglāk izjaukt, padarot remontu vienkāršāku. "Pārbaudes robots varētu vienkārši atrast, kur atrodas salauztā daļa, un to aizstāt, kā arī visu laiku uzturēt lidmašīnu veselīgi simtprocentīgi veselīgu," teikts Jenett paziņojumā.
Tomēr pirmais lidmašīna, kas būvēta, izmantojot šo stratēģiju, nebūs pasažieru reaktīvā lidmašīna, sacīja Geršenfelds. Tā vietā tehnoloģija, iespējams, vispirms tiks pārbaudīta bezpilota lidaparātos, novedot pie droniem, kas var ilgi lidot, lai palīdzētu piegādāt piekļuvi internetam vai zāles attāliem ciematiem, viņš sacīja.
Zinātnieki sīki izklāsta savus atklājumus tiešsaistē 26. oktobrī žurnālā Soft Robotics.
Oriģināls raksts par WordsSideKick.com.
Liekot, morfējošus spārnus, kas pārklāti ar gabaliem, kas pārklājas, un kas atgādina svarus vai spalvas, varētu izmantot, lai uzbūvētu veiklākas, degvielu taupošas lidmašīnas, atklāts jauns pētījums.