飛行中に形を変える劇的に新しいタイプの飛行機の翼

• 研究者たちは、多数の小さな同一部品から組み立てられた新しい種類の翼を開発してテストしました。
• この軽量の翼は、飛行機の飛行を制御するためにその形状を変えることができます。
• 航空機の生産と保守の効率を大幅に向上させることができます。

既存の航空機のほとんどは、予測可能な形状を備えています。つまり、2つの翼がチューブに取り付けられています。尾翼の水平尾翼や、飛行機が高度を上げて旋回できるようにする航空機に取り付けられた可動モジュールなど、他のコンポーネントもあります。

しかし、MITとNASAの研究者は、従来の飛行機とは根本的に異なって見える新しい航空機の設計に取り組んでいます。彼らは、多数の小さな同一部品から組み立てられた新しい種類の翼を開発し、テストしました。翼はその形状を変えて飛行を制御することができ、航空機の生産と保守の効率を大幅に向上させることができます。

NASAの風洞でテストされました。また、NASAは、AeroVironment RQ-14ドラゴンアイ、ボーイングNB-52B、ボーイングX-40、X-45、および最近の10エンジンドローンであるGreased Lightningを考慮すると、飛行機の変形に不思議ではありません。

従来のデザインとの違いは？

飛行機のロールとピッチを処理するために、従来の翼には個別の可動面が必要です。一方、新しい設計では、柔軟なモジュールと剛性の高いモジュールを組み合わせて、翼全体または翼の一部を変形させることができます。

小さなサブアセンブリは互いに接続されてから、同様のポリマー材料の薄膜で覆われています。これにより、複合材または金属で作られた従来の設計と比較して、はるかに軽量でエネルギー効率の高い翼が得られます。

飛行の各段階（操縦、巡航、離陸、着陸）には独自の翼パラメーターのセットがあるため、従来の翼はこれらのいずれにも完全に最適化されていません。必要に応じて動的に変形できる翼は、各ステージの構成を改善し、効率を向上させることができます。

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

空力荷重パラメータの変更に自動的に応答し、形状を変更します。簡単に言えば、これは自動調整式のパッシブ翼再構成システムです。

新しい翼の長さは、1人乗りの飛行機の翼に匹敵します。翼の個々の部品は、射出成形と呼ばれるよく知られた製造プロセスによって作られています。単一の部品を構築するのにわずか17秒かかります。さらに、このプロセスは一般的な自律型組立ロボットに簡単に組み込むことができ、スケーラブルな生産レベルに近づけることができます。

クレジット：NASAエイムズ研究センター

得られた格子の密度は5.6kg / m ³ です。 。これを概観すると、ゴムの密度は1,500 kg / m ³ です。 。どちらも剛性は同じですが、新素材はゴムの密度のほぼ1/1000倍です。

用途と用途

翼の全体的な構造は小さなサブパーツで構成されているため、形状は関係ありません。メーカーはそれを好きな形に成形することができます。

この種の翼は、他のいくつかの用途でははるかに効率的です。これにより、パフォーマンスが向上し、大きくて軽量で剛性の高い構造のコストが削減される可能性があります。そして、それらは簡単に開発、変更、テスト/再テストすることができます。

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最も有望な近い将来のアプリケーションの1つは、風力タービンの翼のようなブレード（より長いブレードの輸送の問題を排除できる）、およびアンテナなどの宇宙ベースの構造です。