Чем больше длина и тоньше профиль крыла, тем меньше возникает сопротивление воздуха, что делает полет более экономичным. Однако у таких крыльев имеется серьезный недостаток — их высокая гибкость приводит к значительным вибрациям в воздухе.
Инженеры NASA и Boeing завершили важный этап испытаний, которые могут кардинально изменить дизайн пассажирских самолетов. В аэродинамической трубе исследовательского центра Лэнгли была протестирована модель крыла нового типа — более узкого и вытянутого по сравнению с современными лайнерами. Такая конструкция способствует уменьшению расхода топлива, что, в свою очередь, снижает стоимость авиаперелетов и выбросы в атмосферу.
Ранее внедрение крыльев подобного типа тормозилось из-за серьезной проблемы — интенсивной вибрации, возникающей в полете. Вибрация представляет собой не только дискомфорт для пассажиров, она может привести к разрушению крыла, создавая тем самым непосредственную угрозу для самолета.
«Когда крыло обладает высокой гибкостью, оно вибрирует значительно сильнее, чем крыло привычной формы, — поясняет Дженнифер Пинкертон, аэрокосмический инженер NASA. — Порывы ветра и маневры самолета вызывают гораздо более резкие колебания, чем в случае с обычным крылом. В то же время, крылья с большим удлинением более экономичны, поэтому мы стремимся использовать это преимущество, одновременно контролируя аэроупругий отклик».
Наибольшую опасность представляет явление, известное как флаттер. Это резонансные колебания конструкции, интенсивность которых нарастает лавинообразно. «Флаттер очень опасен, — продолжает Пинкертон. — Когда воздушный поток над крылом взаимодействует со структурой самолета и возбуждает собственные частоты крыла, колебания усиливаются и могут расти экспоненциально, приводя к катастрофическому разрушению конструкций».
Для испытаний была использована крупномасштабная модель самолета с крылом длиной около четырех метров, разработанная компанией NextGen Aeronautics. Ключевым элементом конструкции являются десять подвижных панелей на задней кромке крыла. Регулируя их положение, инженеры смогли значительно снизить нежелательные колебания.
Испытания проводились в трансзвуковой аэродинамической трубе, где моделировались условия, близкие к реальному полету на крейсерской скорости. Первичный анализ данных уже показал, что разработанные системы управления демонстрируют значительное улучшение характеристик.
Теперь команда работает над анализом собранных данных и планирует поделиться результатами с авиационным сообществом в ближайшие месяцы. Эта работа осуществляется в рамках проекта NASA по передовым технологиям воздушного транспорта, целью которого является повышение эффективности и экологичности авиации.
Тем временем самолет «Байкал» с российской силовой установкой успешно выполнил первый полет, и у нас есть его видео.
Фото: hi-tech.mail.ru