پژوهشگران نوعی بال هواپیما با امکان تغییر شکل طراحی کردند

اگر هنگام پرواز هواپیما به بال های آن دقت کرده باشید، سطوح متحرکی را می بینید که در مراحل مختلف پرواز مانند برخاستن، مانور دادن و فرود آمدن، زاویه متفاوتی به خود می گیرند. دلیل این موضوع نیاز به پارامترهای بال مختلف (زاویه، مساحت مؤثر، آیرودینامیک و...) در هر فاز از پرواز بوده که تا کنون با استفاده از لولا در بخش هایی از بال هواپیما به دست آمده است.

هم اکنون در بهترین حالت، هواپیماهای بال متغیر (مانند پاناویا تورنادو) را داریم که در ریشه بال آنها از لولا استفاده شده و بسته به نیاز، مساحت مؤثر بال هواپیما را تغییر می دهند؛ اما اگر کل بال قابلیت تغییر شکل داشته باشد چه؟ این دقیقاً ایده ایست که محققان ناسا و MIT در حال کار روی آن هستند.

در مقاله ای که در ژورنال Smart Materials and Structures (مواد و سازه های هوشمند) منتشر شده، پژوهشگران ساختار مشبک جدیدی را معرفی کرده اند که از هزاران استرات (قطعه مکانیکی که برای مقاومت در برابر فشار طولی طراحی شده) ریز با چیدمان مثلثی تشکیل شده و لایه ای از پلیمر آن را پوشانده است.

فراماده جدید یک هزارم لاستیک چگالی دارد

از آنجایی که بیشتر حجم این فراماده را فضای خالی تشکیل می دهد، اختراع جدید محققان ناسا و MIT فوق العاده سبک وزن بوده و چگالی آن تقریباً یک هزارم لاستیک است. از طرفی استرات های ریز هم با بهره مندی از چیدمان دقیق، نسبت به تغییرات جهت و فشار هوا واکنش نشان داده و بهترین ضریب آیرودینامیک را برای هواپیما به ارمغان می آورند که در کنار وزن سبک، راندمان پرنده را به طرز مشهودی ارتقا خواهد داد.

لازم به ذکر است که ایده به کار گرفته شده چندان هم جدید نیست اما دانشمندان حالا موفق شده اند با استفاده از روش قالب گیری تزریقی، فرآیند تولید استرات ها را بهبود داده و زمان مورد نیاز برای تولید هر قطعه را از چند دقیقه به 17 ثانیه کاهش دهند.

در ضمن هواپیمای مدل طراحی شده با استفاده از فراماده جدید که تنها یک متر طول دارد، به صورت دستی مونتاژ شده اما فرآیند تولید آن تکرار پذیر است و در آینده روی خط تولید متحرک قابل استفاده خواهد بود.

گفتنی است امکان طراحی و تولید بال هواپیما با قابلیت تغییر شکل می توانند نحوه طراحی هواپیماها را کاملاً متحول کرده و از حالت کنونی (شامل یک استوانه با دو بال) خارج کنند. البته هنوز تا زمان طراحی و تولید هواپیمایی که بتواند در ارتفاع 30 هزار پایی تغییر شکل دهد فاصله زیادی باقیست؛ اما تا پیش از ارائه چنین محصولی، فناوری جدید می تواند در سایر صنایع مانند توربین های بادی نیز مورد استفاده قرار گیرد.