NASA testuje koncepcję wydajnego skrzydła
Do góry nogami może być do góry prawą stroną. To właśnie ustalili naukowcy z NASA podczas testów koncepcji wydajnego skrzydła, które może być częścią odpowiedzi agencji na zrównoważony rozwój przyszłych samolotów.
Badania w ramach projektu NASA Advanced Air Transport Technology obejmującego 10-metrowy model mogą pomóc inżynierom NASA zweryfikować koncepcję Transonic Truss-Braced Wing (TTBW), samolotu wykorzystującego długie, cienkie skrzydła stabilizowane przez ukośne rozpórki. Efektywne skrzydła TTBW zwiększają siłę nośną i mogą przyczynić się do zmniejszenia zużycia paliwa i emisji spalin w przyszłych komercyjnych samolotach jednokadłubowych. Zespół z Flight Loads Laboratory w Armstrong Flight Research Center NASA w Edwards w Kalifornii wykorzystuje model, zwany Mock Truss-Braced Wing, do weryfikacji koncepcji i metod testowania.
Model skrzydła i rozpórka mają zainstalowane przyrządy do pomiaru naprężeń, a następnie przymocowane do sztywnej pionowej ramy testowej. Drut zwisający z górnej części ramy stabilizuje model skrzydła do testów. Na potrzeby tych testów naukowcy zdecydowali się zamontować aluminiowe skrzydło o długości 10 stóp do góry nogami, dodając obciążniki w celu przyłożenia naprężeń. Orientacja do góry nogami pozwala grawitacji symulować siłę nośną, jakiej doświadczyłoby skrzydło w locie.
"Rozpórka zmniejsza strukturę potrzebną na głównym skrzydle, a rezultatem jest mniejsza waga strukturalna i cieńsze skrzydło" - powiedział Frank Pena, dyrektor NASA ds. testów pozorowanych skrzydeł. "W tym przypadku test mierzył siły reakcji u podstawy głównego skrzydła i u podstawy rozpórki. Istnieje pewien podział obciążenia między skrzydłem a rozpórką, a my staramy się zmierzyć, ile obciążenia pozostaje w głównym skrzydle, a ile jest przenoszone na rozpórkę."
Aby zebrać te pomiary, zespół dodawał obciążniki pojedynczo do skrzydła i kratownicy. W innej serii testów inżynierowie uderzali w strukturę skrzydła młotkiem z oprzyrządowaniem w kluczowych miejscach, monitorując wyniki za pomocą czujników.
"Struktura ma naturalne częstotliwości, przy których chce wibrować w zależności od jej sztywności i masy" - powiedział Ben Park, dyrektor NASA ds. testów drgań naziemnych skrzydeł. "Zrozumienie częstotliwości skrzydła, gdzie się znajdują i jak reagują, jest kluczem do przewidzenia, jak skrzydło zareaguje w locie."
Dodawanie ciężarków do końcówki skrzydła, uderzanie w konstrukcję młotkiem i zbieranie odpowiedzi na wibracje jest nietypową metodą testowania, ponieważ zwiększa złożoność, powiedział Park. Proces jest tego wart, powiedział, jeśli dostarczy danych, których poszukują inżynierowie. Testy są również wyjątkowe, ponieważ NASA Armstrong zaprojektowała, zbudowała i zmontowała skrzydło, rozpórkę i oprzyrządowanie testowe oraz przeprowadziła testy.
Po udanej kalibracji obciążeń i testach wibracyjnych prawie zakończonych na 10-stopowym skrzydle, zespół NASA Armstrong Flight Loads Laboratory pracuje nad zaprojektowaniem systemu i sprzętu do testowania 15-stopowego modelu wykonanego z kompozytu grafitowo-epoksydowego. Zespół Advanced Air Transport Technology TTBW w Langley Research Center NASA w Hampton w stanie Wirginia projektuje i buduje model, który nosi nazwę Structural Wing Experiment Evaluating Truss-bracing.
Większy model skrzydła zostanie zbudowany w oparciu o projekt strukturalny, który będzie bardziej przypominał to, co potencjalnie może latać w przyszłych samolotach komercyjnych. Celem tych testów jest skalibrowanie przewidywań ze zmierzonymi danymi dotyczącymi odkształceń i nauczenie się, jak testować nowe struktury samolotów, takie jak koncepcja TTBW.
Projekt NASA Advanced Air Transport Technology należy do programu NASA Advanced Air Vehicles, który ocenia i rozwija technologie dla nowych systemów lotniczych i bada obiecujące koncepcje podróży lotniczych.
>Dziękujemy, że przeczytałaś/eś artykuł! Obserwuj nas w Wiadomościach Google.
