Fordon
Nasas flygplansvinge av fjäll kan ändra form i luften
Ultralätta vingar som består av tusentals små ”fjäll” skulle kunna effektivisera tillverkningen av nya flygplan.
Ingenjörer på Nasa och MIT har designat och byggt en prototyp av en helt ny typ av flygplansvinge som består av hundratals små identiska sammanfogade element. Resultatet blir vingar med ormlika fjäll.
Lösningen kan göra tillverkningen och underhållet av flygplan radikalt mycket mer effektivt, enligt ett pressmeddelande från MIT. Vingarna kan dessutom bli otroligt lätta och planet kan byggas i många olika former.
”Du kan bygga vilken geometrisk form du vill. Att de flesta flygplan har precis samma form beror på tillverkningskostnaden. Det är inte alltid den mest effektiva formen”, säger MIT-forskaren Benjamin Jenett i en kommentar.
En prototyp har testats med goda resultat i en av Nasas vindtunnlar och resultaten har publicerats i en artikel i den vetenskapliga tidskriften Smart Materials and Structures.
Den modulära designen ger intressanta fördelar och kan ersätta flera befintliga lösningar för att styra planet. Istället för att använda skevroder för att kontrollera planets rörelser i luften kan i princip hela vingen fungera som ett enda stort roder.
Eller snarare kan vingen utformas så att vissa delar är rörliga och andra fasta, trots att hela exteriören är tillverkad i samma material. Det gör att vingen kan ändra form för att optimera luftmotståndet under olika delar av flygresan – den kan ha en form under starten och en annan när planet glider fram på sin marschhöjd.
Det skulle kunna justeras med motorer, men i prototypen som ingenjörerna designat och testat sker de här skiftningarna automatiskt när vingen upptäcker nya aerodynamiska förutsättningar.
”Vi kan vinna effektivitet genom att matcha formen [på vingen, reds. anm.] till belastningen vid olika angreppsvinklar”, säger artikelns huvudförfattare Nasa-ingenjören Nicholas Cramer.
Lättare än en traditionell flygplansvinge
Forskarna skriver att vingen både kan tillverkas i metall eller ett kompositmaterial, men att den oavsett blir mycket lättare än en traditionell flygplansvinge. Den senaste versionen de tagit fram har en densitet på 5,6 kilogram per kubikmeter.
Prototypen som testats har monterats för hand av en grupp doktorander, men nästa steg i utvecklingen är att automatisera processen. I ett kommande projekt ska forskarna tillverka och testa ett robotsystem som kan bygga flygplansvingar med hjälp av tekniken.
Ett annat tänkbart användningsområde för flygplansfjällen är rotorbladen på vindkraftverk. Att forsla de jättelika bladen kan vara en dyr och krånglig historia. Forskarna spekulerar i att de med en mobil tillverkningslösning skulle kunna montera de jättelika bladen i fjällmaterialet på plats.
