Lidmašīnas pārveidošana

Lidojumu inženieri vienmēr ir meklējuši iedvesmu dabā. Tagad viņi to aplūko vēl tuvāk. Izmantojot materiālus un datorsistēmas, kas automātiski uztver vidi un reaģē uz to, NASA finansētā Teksasas pētniecības konsorcija zinātnieki būvē komponentus dramatiski eksperimentāliem lidaparātiem. Jaunās lidmašīnas un kosmosa kuģi būs stiprāki un vieglāki; viņi arī varēs izārstēt bojājumus savās sistēmās, padarīt sevi aerodinamiskākus pārslēgšanas apstākļos un pat mainīt savu spārnu formu lidojuma laikā.

Apmēram 30 pētniekus sešās universitātēs finansē jaunais Teksasas Inteliģento bio-nano materiālu un konstrukciju institūts aerokosmiskajiem transportlīdzekļiem, kura galvenā mītne atrodas Teksasas A&M universitātē Koledžas stacijā. Izaicinājums patiešām ir, vai mēs varam atdarināt dabu, saka Satish Nagarajaiah, Raisas universitātes būvinženieris, kas iesaistīts projektā. Lai izveidotu lidaparātus, kas darbojas vairāk kā kukaiņi un putni, pētnieki izstrādās kompozītmateriālus, kas ietver organiskas un bioloģiskas molekulas izmantošanai strukturālajos materiālos, sensoros un izpildmehānismos. Šādas vadības virsmas, piemēram, atloki, kas ir izmantoti gadu desmitiem, varētu aizstāt ar spārniem, kas nepārtraukti mainās, lai palielinātu aerodinamiku un patērētu mazāk degvielas.

Šis stāsts bija daļa no mūsu 2003. gada marta numura

• Skatiet pārējo izdevuma daļu
• Abonēt

Institūta funkcionalizēto nanomateriālu grupa, piemēram, pārveido oglekļa nanocaurules - cauruļvadu oglekļa molekulas ar neparastām strukturālām un elektroniskām īpašībām, lai izveidotu apvalku progresīvām lidmašīnām, saka grupas vadītājs Enrike Barrera, Rīsa universitātes mehānikas inženieris. Ārējais slānis būs jutīgs pret gaisa plūsmas izmaiņām un mehānisko spriegumu; un tas izmantos oglekļa nanocaurules kā mazus izpildmehānismus, lai palīdzētu mašīnām mainīt to formas, reaģējot uz mainīgajiem aerodinamiskajiem apstākļiem.

Papildus materiālu izstrādei institūta pētniekiem būs jāizstrādā pilnīgi jaunas metodes transportlīdzekļu kontrolei. Mūsdienu piloti pielāgo tādu virsmu novietojumus kā atloki un stūres, taču jaunās lidmašīnas pilnībā mainīs savas formas un var būt 100 reizes vairāk sensoru un izpildmehānismu, prognozē Deivids Cimmermans, Hjūstonas Universitātes mehānikas inženieris, kurš vada institūta viedo sistēmu. grupai. Viņš saka, ka teorija par to, kā rīkoties, šodien vienkārši nepastāv. Tāpēc viņa grupa izstrādā jaunus vadības algoritmus, kas ļaus lidmašīnai izlemt, kādu formu pieņemt, pamatojoties uz sensoru sniegto informāciju.

Lai gan var paiet 15 gadi, lai uzbūvētu lidmašīnu ar spēju pārveidoties, reaģējot uz vidi, konsorcija radītās strukturālās un sensorās sastāvdaļas var nonākt kosmosa kuģos un Starptautiskajā kosmosa stacijā tikai divu līdz trīs gadu laikā, saka Barrera. . NASA noteikti ir pielikusi daudz pūļu, lai to panāktu, saka Riks Klauss, Virdžīnijas Politehniskā institūta elektroinženieris un bijušais NASA inženieris. Taču viņš brīdina, ka būs grūti izstrādāt uzlabotus materiālus ar īpašībām, kas nepieciešamas, lai sasniegtu institūta mērķus.

paslēpties