المجموعات

معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وناسا يكشفان النقاب عن تصميم جذري جديد لجناح الطائرة

معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وناسا يكشفان النقاب عن تصميم جذري جديد لجناح الطائرة

شارك مهندسو MIT و NASA في تصميم نوع جديد تمامًا من أجنحة الطائرات. يتكون الجناح الراديكالي من مئات القطع الصغيرة المتطابقة. يمكن للجناح تغيير شكله للتحكم في رحلة الطائرة. يقول المبدعون إن التصميم الفعال قد يعزز إنتاج الطائرات وكفاءة الطيران والصيانة.

تم اختبار الجناح في نفق هوائي تابع لوكالة ناسا. تصميمات الأجنحة النموذجية لها أسطح منفصلة متحركة مثل الجنيحات للتحكم في لفة وميل الطائرة. ومع ذلك ، يمكن للجناح الجديد تحريك الجناح بأكمله أو أقسام فقط لمنح قدر أكبر من التحكم في الحركة.

تتجمع القطع الصغيرة معًا لتشكيل مادة خارقة

يتكون الجناح من مكونات صلبة ومرنة. كل قطعة منفردة مصنوعة من مادة البوليمر عندما يتم ربط القطع معًا من إطار شبكي مفتوح.

إنها بشكل عام أخف بكثير من أجنحة الطائرات النموذجية وبالتالي فهي أكثر كفاءة في استخدام الطاقة. يصف فريق البحث في الأجنحة كيف تتكون الطائرة من "آلاف المثلثات الصغيرة من دعامات تشبه عود الثقاب" مما ينتج عنه إطار من الفضاء الفارغ بشكل أساسي.

إمكانيات الشكل اللانهائي

تشكل القطع المدمجة "مادة خارقة" صلبة مثل البوليمر ولكنها خفيفة للغاية مثل الهلام الهوائي. تصميمات الأجنحة التقليدية هي حل وسط لأفضل أشكال الجناح المطلوبة لكل مرحلة مختلفة من الرحلة من الإقلاع إلى الإبحار. يمكن لهذا التصميم الجديد للجناح تغيير شكله ليكون في التصميم الأمثل لكل مرحلة من مراحل الرحلة.

يقوم الجناح بتغيير شكله ذاتيًا وفقًا لظروف التحميل الأيروديناميكية المختلفة. يتم تحقيق الجناح الذاتي الحركة فقط من خلال وضع دقيق للغاية للدعامات بكميات مختلفة من المرونة أو الصلابة. هذا يسمح للجناح بالانحناء بطرق محددة وفقًا لحالته الحالية. يقول كريمر ، المؤلف الرئيسي للورقة: "نحن قادرون على اكتساب الكفاءة من خلال مطابقة الشكل مع الأحمال في زوايا مختلفة للهجوم". "نحن قادرون على إنتاج نفس السلوك الذي ستفعله بنشاط ، لكننا فعلناه بشكل سلبي."

سهل التصنيع

في حين تم تجميع هذا الجناح النموذجي يدويًا من قبل الطلاب ، يمكن بسهولة بناء التكرارات المستقبلية بواسطة سرب من روبوتات التجميع الذاتي الصغيرة والبسيطة. كل قطعة فردية مصنوعة باستخدام قولبة بالحقن وقالب ثلاثي الأبعاد معقد.

كل قطعة تشبه مكعب أجوف مكون من دعامات بحجم عود الثقاب على طول كل حافة. يستغرق إنشاء القطعة الواحدة 17 ثانية فقط. يقول: "لدينا الآن طريقة تصنيع". في حين أن هناك استثمارًا مقدمًا في الأدوات ، بمجرد أن يتم ذلك ، "الأجزاء رخيصة" ، كما يقول. "لدينا صناديق وصناديق منهم ، كلها متشابهة."

قد ينحرف تصميم الجناح الناتج بشكل كبير عن الأنبوب المجوف المدبب المألوف أيضًا. يقول: "يمكنك عمل أي هندسة تريدها". "حقيقة أن معظم الطائرات من نفس الشكل هي بسبب التكاليف. إنه ليس دائمًا الشكل الأكثر فعالية ".

ورقة [PDF] تصف تطور الجناح تظهر اليوم في المجلة مواد وهياكل ذكية، شارك في تأليفه المهندس البحثي نيكولاس كرامر في ناسا أميس في كاليفورنيا ؛ خريج معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا Kenneth Cheung SM "07 PhD" 12 ، الآن في NASA Ames ؛ بنجامين جينيت ، طالب دراسات عليا في مركز MIT للبت والذرات. وثمانية آخرين.


شاهد الفيديو: أفضل معهد للتكنلوجيا في العالمMIT (ديسمبر 2021).