NASA, MIT Design Hollow Morphing Flugzeugflügel

von Ryan Whitwam

Die Flugzeuge der Zukunft könnten Flügel haben, die nicht so aussehen, wie wir sie heute haben, basierend auf einem neuen Projekt von NASA und MIT. Ein Team von Ingenieuren entwickelte eine neue Art Flügel, bestehend aus Hunderten von Einzelteilen, die leichter und energieeffizienter sein könnten.

Der von NASA und MIT vorgestellte Ansatz würde die Verformung der gesamten Oberfläche des Flügels ermöglichen, da er eine Mischung aus steifen und flexiblen sich wiederholenden Segmenten verwendet. Die winzigen Unterbaugruppen sind in einem offenen Rahmen miteinander verschraubt und mit einer dünnen Polymerschicht bedeckt.

Unter der Oberflächenbeschichtung ist der neu gestaltete Flügel zumeist ein leerer Raum, der die Steifigkeit gummiartiger Polymere mit der geringen Dichte eines Aerogels kombiniert. Das macht es natürlich viel leichter als aktuelle Flügelkonstruktionen, selbst solche, die mit hochentwickelten, leichten Verbundwerkstoffen hergestellt werden.

Beim Start, beim Cruisen und beim Landen eines Flugzeugs sind unterschiedliche Flügelkonfigurationen erforderlich. Die Flügel der aktuellen Ebenen erfordern viele verschiedene Komponenten, um steuerbare Oberflächen wie Querruder zur Einstellung von Roll und Nick zu erzeugen. Das heißt, wenn Sie möchten, dass ein Flügel im Flug etwas unternimmt, müssen Sie ihn von Anfang an so auslegen, dass er für diese drei Situationen nicht optimiert ist. Das neue Flügeldesign könnte seine Form verändern, um für jede Flugphase die beste Form zu schaffen.

Es sollte möglich sein, ein motorisiertes System zu schaffen, das es Piloten ermöglicht, die Flügelform auf Befehl für Start, Kreuzfahrt und Landung zu ändern. Das Team ging jedoch einen Schritt weiter, indem es ein System entwickelte, das die Form aufgrund der aktuellen aerodynamischen Bedingungen automatisch ändert . Sie sagen, dies könnte zu erheblichen Effizienzsteigerungen führen.

Der Flügel ist innen meist hohl.

Das Team demonstrierte die Effektivität des Designs, indem es einen Prototyp mit einer Länge von etwa fünf Metern baute. Dies ähnelt dem Flügel eines kleinen Flugzeuges mit einem Sitz. Die Forscher verwendeten Spritzguss mit Polyethylenharz, um die einzelnen Untereinheiten herzustellen, und brauchten nur 17 Sekunden, um die einzelnen Einheiten herauszupumpen. Im zusammengefügten Zustand hat der Flügel eine Dichte von 5,6 Kilogramm pro Kubikmeter, verglichen mit mehr als 1.500 Kilogramm pro Kubikmeter für Gummi, das die gleiche Steifigkeit aufweist.

Der Flügel entwickelte sich im Windley der NASA im Langley Research Center sogar noch besser als erwartet. Die Konstrukteure hoffen, dass sie in naher Zukunft mit echten Flugzeugen fliegen können.

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    • Ursprünglich am 2. April 2019 auf www.extremetech.com veröffentlicht.