نکته های بال در هواپیماهای آینده فقط یک جهش به جلو بود

AlbatrossONE با موفقیت به نمایش “دروازه به دروازه” دست یافت

او تظاهرات كننده AlbatrossONE با موفقیت به یك نقطه عطف جدید دست یافته است: تظاهرات “دروازه به دروازه” با نوك بال كه 75٪ بیشتر از آنچه در مرحله اول آزمایش شده است ، بیشتر است. این آخرین آزمایش آزمایشی پرواز ثابت می کند که راهنمایی بال زدن به صورت آزاد می تواند بارهای بال را کاهش دهد و از توقف نوک برای بهبود عملکرد هواپیما جلوگیری کند.

مرغ دریایی آلباتروس به دلیل توانایی عادی خود در طی مسافت های طولانی با خستگی کم ، چیزهای زیادی برای آموزش عملکرد هواپیما به مهندسان هوانوردی دارد. و تیم پروژه Airbus AlbatrossONE علاقه زیادی به این پرنده باشکوه دریایی دارند و اصول نوک بال زدن را که قادر به واکنش و انعطاف پذیری باد است ، آزمایش می کنند. 

این نمایشگر هواپیمای با کنترل از راه دور در مقیاس کوچک ، که دارای نوک بال های لولایی “نیمه هوازی” است ، اخیراً یک آزمایش موفقیت آمیز پرواز دوم را به پایان رسانده است. تام ویلسون ، رهبر پروژه لولای نیمه آلاستیک ایرباس و جیمز کرک مهندس ارشد AlbatrossONE ، در مورد پتانسیل این فناوری ابتکاری برای هواپیماهای آینده بحث می کنند.https://www.youtube.com/embed/R9SRn5n7enQ?enablejsapi=1&playerapiid=youtube

برای نمایش و بارگیری فیلم اینجا را کلیک کنید

5 سوال با تام ویلسون ، رهبر پروژه لولا Semi-Aeroelastic و جیمز کرک ، مهندس ارشد AlbatrossONE

پرسش: پروژه AlbatrossONE با الهام از مرغ دریایی آلباتروس ساخته شده است. چگونه این پرنده دریایی بی نظیر مهندسان ایرباس را الهام بخشید؟

تام: نوک های بال آلباتروس در واقع تا حدی شبیه نوک بال های لولایی نیمه آلاستیک است. آلباتروس می تواند بالهای خود را از طریق شانه قفل کند تا مسافت های طولانی را طی کند ، اما در صورت برخورد با وزش باد ، می تواند شانه خود را “باز کند” تا بتواند از سرعت باد بهتر استفاده کند. نوک بال های لولایی نیمه آلاستیک دقیقاً همان رفتار را دارند. 

جیمز: همچنین ، به عنوان یک تصادف دقیق ، دهانه بال نیمه لبه های آهکی الاستیک می تواند دارای نسبت ابعادی باشد (یعنی دهانه بال به عرض یا “آکورد”) حدود 18 (در مقابل 9 یا 10 برای هواپیماهای امروزی) . این دقیقاً همان نسبت بزرگترین آلباتروس ها است. دهانه بال و نسبت ابعاد برای کاهش درگ آیرودینامیکی مهم است. 

پرسش: چه چیزی “نوک بال های لولایی نیمه آئرولاستیک” را بسیار ابتکاری می کند؟

جیمز: نوک بال های لولایی نیمه آئرولاستیک هواپیما را قادر می سازد تا از طریق وزش باد بدون انتقال بارهای خمشی (یعنی بار خارجی که باعث ایجاد تنش های خمشی در یک بدنه می شود) به بال اصلی “گشت و گذار” کند. این بدان معناست که برای ساختن بال به اندازه کافی مقاوم در برابر بارهای ناشی از فشار ، به مواد کمتری مانند پلیمرهای تقویت شده با الیاف کربن نیاز داریم ، بنابراین وزن هواپیما کاهش می یابد. همچنین می توان طول نوک بال را بدون افزودن وزن به بال امتداد داد زیرا بار اضافی از نوک بال دیگر به بال اصلی منتقل نمی شود. 

پرسش: این عملکرد هواپیما چگونه تأثیر می گذارد؟ 

تام: نیمه aeroelastic هنجد بال راهنمایی قابل توجه است چرا که آنها را تغییر گام در عملکرد هواپیما را قادر می سازد: افزایش عمده ای در طول بال با حداقل تاثیر بر وزن بال کشیدن را کاهش دهد، منجر به کاهش قابل توجهی در مصرف سوخت و CO ₂ تولید گازهای گلخانه ای. درگ ناشی از بالابری حدود 40٪ از کشش هواپیمای بزرگ را تشکیل می دهد. اما این رقم با افزایش دهانه بال کاهش می یابد. دهانه بال های لولایی نیمه آئرولاستیک می تواند بدون افزایش وزن بال ، بیش از 50 متر افزایش یابد.

پرسش: تیم AlbatrossONE در ژوئیه سال 2020 یک آزمایش آزمایشی پرواز دوم را به پایان رساند. هدف چه بود و به چه نتیجه ای رسیدید؟

جیمز: در طول سال 2019 ، ما یک سری آزمایشات مبتنی بر زمین را به اتمام رسانده ایم که جنبه هایی مانند خصوصیات توده ای ، رفتار اصطبل بال و مکانیزم های آزاد سازی و بازیابی نوک بال را تأیید کرده است. همه این آزمون ها بسیار موفقیت آمیز بودند. به دنبال اولین آزمایش آزمایشی پرواز ، دومین مرحله را نیز برای اجرای موفقیت آمیز نمایش “دروازه به دروازه” انجام دادیم. این شامل حرکت نوک بال از حالت عمودی به حالت افقی قبل از پرواز و دوباره پس از پرواز است. ما همچنین نکات مربوط به بال را فعال می کنیم تا دقیقاً قبل از بلند کردن ، کنترل رول را بهبود بخشیم و در هنگام پرواز از بار زیاد استفاده کنیم. آنها سپس برای یک کروز کارآمد در هواپیما مسدود شدند.

تام: نمایش “دروازه به دروازه” همچنین به ما امکان داد اثبات آزادانه نوک بال زدن می تواند بار بال را کاهش دهد ، در حالی که میزان غلتک را در مقایسه با نوک بال ثابت افزایش می دهد و از توقف نوک در هنگام فرود جلوگیری می کند. در طی یک پرواز جداگانه ، ما همچنین نحوه فرود ایمن هواپیما را با استفاده از نوک بالهای آزادانه بدون برخورد به زمین یا توقف نشان دادیم. 

پرسش: آیا مفهوم نوک بال لولایی نیمه آئرولاستیک در هواپیماهای آینده اعمال خواهد شد؟ و اگر چنین است ، چه زمانی؟

تام: اکنون که اثبات مفهوم در مقیاس کوچک به دست آمده است ، ما تلاش خود را برای بلوغ این فناوری در مقیاس بزرگتر افزایش خواهیم داد.

جیمز: هنوز کارهای مهندسی زیادی لازم است تا بتوانیم اثبات کنیم این یک محصول مناسب است. اما تیم پروژه انگیزه خود را برای رسیدن به این هدف و الهام بخشیدن به مهندسان دیگر برای جاه طلبی در مورد هواپیماهای آینده دارد!