비행 중 모양이 변하는 근본적으로 새로운 유형의 비행기 날개

• 연구원들은 수많은 작은 동일한 부품으로 조립된 새로운 종류의 날개를 개발하고 테스트했습니다.
• 이 가벼운 날개는 모양을 변경하여 비행기의 비행을 제어할 수 있습니다.
• 항공기 생산 및 유지 관리의 효율성을 크게 향상시킬 수 있습니다.

기존 항공기의 대부분은 예측 가능한 모양이 특징입니다. 두 개의 날개가 튜브에 부착되어 있습니다. 꼬리의 수평 안정 장치와 항공기가 고도를 얻고 회전할 수 있도록 공예품에 부착된 이동식 모듈과 같은 다른 구성 요소도 있습니다.

그러나 MIT와 NASA의 연구원들은 기존 비행기와 근본적으로 다른 새로운 항공기 디자인을 연구하고 있습니다. 그들은 수많은 작은 동일한 부품으로 조립된 새로운 종류의 날개를 개발하고 테스트했습니다. 날개는 비행을 제어하기 위해 모양을 변경할 수 있으며 항공기 생산 및 유지 관리의 효율성을 크게 향상시킬 수 있습니다.

NASA 풍동에서 테스트되었습니다. 그리고 NASA는 AeroVironment RQ-14 Dragon Eye, Boeing NB-52B, Boeing X-40, X-45, 그리고 최근 출시된 Greased Lightning이라는 이름의 10개 엔진 무인 항공기를 고려할 때 비행기를 변형하는 데 낯선 사람이 아닙니다.

기존 디자인과 어떻게 다른가요?

비행기의 롤과 피치를 처리하기 위해 기존 날개에는 개별적으로 움직일 수 있는 표면이 필요합니다. 반면에 새로운 디자인은 유연하고 단단한 모듈이 혼합되어 있어 날개 전체 또는 일부를 변형할 수 있습니다.

작은 서브어셈블리는 서로 연결된 다음 유사한 폴리머 재료의 박막으로 덮여 있습니다. 그 결과 복합재나 금속으로 만들어진 기존 디자인에 비해 훨씬 가볍고 에너지 효율적인 날개가 탄생했습니다.

비행의 각 단계(기동, 순항, 이륙 및 착륙)에는 고유한 날개 매개변수 집합이 있기 때문에 기존 날개는 이 중 어느 것에도 완전히 최적화되어 있지 않습니다. 필요에 따라 동적으로 변형할 수 있는 날개는 각 단계에 더 나은 구성을 제공하여 효율성을 높일 수 있습니다.

참조:IOPScience | DOI:10.1088/1361-665X/ab0ea2 | MIT

공기역학적 하중 매개변수의 변경에 자동으로 반응하고 모양을 변경합니다. 간단히 말해서 자체 조정, 수동 날개 재구성 시스템입니다.

새 날개의 길이는 1인승 비행기 날개와 비슷합니다. 날개의 개별 부품은 사출 성형이라는 잘 알려진 제조 공정으로 만들어집니다. 단일 부품을 만드는 데 17초 밖에 걸리지 않습니다. 또한 이 프로세스는 일반적인 자동 조립 로봇에 쉽게 통합되어 확장 가능한 생산 수준에 더 가까워집니다.

제공:NASA Ames Research Center

결과 격자의 밀도는 5.6kg/m ³ 입니다. . 이를 고려하면 고무의 밀도는 1,500kg/m3입니다. ³ . 둘 다 같은 강성을 가지고 있지만 신소재는 고무 밀도의 거의 1/1000입니다.

용도 및 적용

날개의 전체적인 구조는 작은 부분들로 이루어져 있기 때문에 모양이 어떻든 상관없습니다. 제조업체는 원하는 모양으로 성형할 수 있습니다.

이러한 종류의 날개는 다른 여러 응용 분야에서 훨씬 더 효율적일 수 있습니다. 크고 가볍고 뻣뻣한 구조의 성능을 높이고 비용을 줄일 수 있습니다. 그리고 그것들은 쉽게 개발, 수정 및 테스트/재테스트할 수 있습니다.

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가장 유망한 근미래 응용 분야 중 하나는 날개 모양의 풍력 터빈 블레이드(더 긴 블레이드를 운반하는 문제를 제거할 수 있음)와 안테나와 같은 우주 기반 구조입니다.