Если вы когда-нибудь сидели в самолете у окна рядом с крылом, вы, вероятно, наблюдали, как работают закрылки во время взлета и посадки. Необходимость этого связана с тем, что на каждом этапе полета — взлете, посадке, маршевом полете и маневрировании — требуемые параметры крыла меняются. До сих пор мы обходились за счет модификации жесткого крыла с крепящимися на шарнирных соединениях поверхностями. Но представьте, если бы все крыло могло изменить свою форму – именно над этим работают исследователи Массачусетского технологического института под руководством специалистов НАСА.
В своей статье, опубликованной в журнале Smart Materials and Structures, исследовательская группа объясняет, как им удалось радикальным образом изменить конструкцию крыла самолета. Созданная ими структура представляет собой легкую решетчатую конструкцию, состоящую из тысяч повторяющихся крошечных треугольников из похожих на спички распорок, покрытых тонким слоем полимера. Поскольку этот «метаматериал» в основном состоит из пустого пространства, он очень легкий — менее одной тысячной плотности каучука. Кроме того, тщательно расположенные распорки позволяют крылу автоматически менять форму в ответ на изменения аэродинамической нагрузки. Все это позволит сделать самолет гораздо более энергоэффективным.
Данная концепция не нова. Она была представлена несколько лет назад, но теперь исследователи разработали способ изготовления отдельных деталей крыла с помощью литьевого прессования. Они сократили время, необходимое для изготовления каждой детали — полого куба с крошечными распорками по краям — с нескольких минут до 17 секунд. Хотя созданная ими модель длиной в метр была собрана вручную, процесс был задуман как повторяющийся, так что в будущем крылья смогут собирать небольшие автономные роботы.
Возможности легкого, изменяющего форму крыла поднимают вопросы об идеальной форме самолета. С помощью этой технологии можно отойти от конструкции «труба с крыльями» и использовать более эффективную конфигурацию — возможно, интегрированную конструкцию корпуса и крыла. Если идея наблюдать, как меняется форма крыла самолета во время полета на высоте 10 тысяч метров, вызывает у вас тревогу, не стоит беспокоиться. Для практической реализации этого предстоит пройти долгий путь. Помимо этого новая технология открывает возможности для перепроектирования других конструкций, таких как лопасти ветряных турбин.