Новым самолётам нужны птичьи крылья с рыбьей чешуёй
Жёсткие крылья, очевидно, не могут оптимально работать в разных режимах полёта. Это известно давно, и отсюда родилась идея морфинга — трансформации самолётных крыльев для большего их сходства с живыми.
Причём в качестве прообразов используются не только птицы, но и рыбы.
Над проектами морфинг-самолётов уже не первый год работают инженеры и учёные в разных компаниях и институтах. Главным образом — в США.
Занимаются этим в исследовательских организациях NASA, есть эта тема и в списке задач оборонного научно-исследовательского агентства DARPA, которое сотрудничает с рядом авиастроительных фирм.
В идеале крылья нового поколения самолётов должны изменять свой размах до 50%, а также в широких пределах менять стреловидность, профиль поперечного сечения, угол поперечного V и другие основные геометрические параметры.
Пока ярких, зримых результатов что-то не видно. Но уж больно заманчивой кажется идея.
И вот университет Пенсильвании (Pennsylvania State University) обнародовал первые результаты своего исследования по данной теме.
Здесь изобрели крылья самолета, которые изменяют форму, как крылья птицы и закрыты чешуёй, как рыба.
Правда, пока команда построила весьма ограниченную настольную модель.
Джордж Лезитр (слева) и его помощник Дипак Рамракиани (Deepak Ramrahkyani) (фото с сайта eurekalert.org).
Лидер проекта доктор Джордж Лезитр (George Lesieutre) полагает, что крылья, способные плавно изменять свою форму в широких пределах пригодятся и для коммерческих машин, и для истребителей.
Не говоря уже о беспилотных разведывательных аппаратах, которые должны на высокой скорости добраться в удалённый район, где затем часами медленно курсировать, передавая изображение с видеокамер.
Морфинг-крылья, разработанные в университете, могут менять и свою площадь, и форму поперечного сечения.
Основа этих крыльев — изменчивая клеточная или сотовая силовая структура, выполняющая роль «костей и связок», а также сегментированная чешуйчатая «кожа».
Компьютерная модель адаптации крыла к разным режимам полёта (иллюстрации с сайтов radio.weblogs.com и personal.psu.edu).
Многоугольные ячейки каркаса, расположенные вдоль верхней и нижней поверхности крыла, могут складываться по-разному, изгибая, таким образом, крылья вверх и вниз.
А если их трансформировать согласованно — меняется размах крыла.
На этой странице можно найти видео трансформации силового каркаса морфинг-крыла.
Более обширный каркас, теоретически, полноценного морфинг-крыла. Кошмар для технологов (иллюстрация с сайта personal.psu.edu).
Что интересно, авторы проекта вовсе не пытаются повторить в металле «природные патенты», что часто пробуют провернуть (обычно безуспешно) строители махолётов.
Целое крыло должны составлять сотни миниатюрных ячеек каркаса со своими осями, приводами и прочим. Насколько эффективной окажется такая сложная система?
Есть большие сомнения насчёт эффективности именно этого пути развития крыльев летательных аппаратов.
Морфинг-самолёт в представлении NASA (иллюстрация с сайта dfrc.nasa.gov).
Неужели увлёкшись полностью гибким, будто живым крылом, инженеры подзабыли, что чрезмерное усложнение и утяжеление его начинки может в значительной мере поглотить аэродинамические преимущества морфинг-схемы?
Возможно поэтому, несмотря на исследования в данном направлении, проведённые разными организациями в течение нескольких лет, морфинг-истребителей или хотя бы маленьких беспилотных разведчиков, мы так и не увидели.
Однако пока учёные в университете Пенсильвании не разочаровались в своём проекте.
Крылья Ангела. Красивые перышки
