Teknoloji

MIT ve NASA Mühendislerinden Yeni Uçak Kanadı

Yeni tür kanat; uçağın uçuşunu kontrol etmek için şekil değiştirebilecek ve uçak üretimi, uçuş ve bakım verimliliğinde önemli bir artış sağlayabilecek.

Küçük, aynı parçalardan oluşan kanat; daha hafif ve daha verimli enerjiyle  uçak tasarımları sağlayabilir.
Mühendislerden oluşan bir ekip; yüzlerce minik parçadan oluşan radikal bir şekilde yeni bir uçak kanadı inşa etti ve test etti. Bu yeni tür kanat; uçağın uçuşunu kontrol etmek için şekil değiştirebilecek ve uçak üretimi, uçuş ve bakım verimliliğinde önemli bir artış sağlayabilecek.

Kanat yapımına yönelik yeni yaklaşım; gelecekteki uçakların tasarımında ve üretiminde daha fazla esneklik sağlayabilir. Yeni kanat tasarımı bir NASA rüzgar tünelinde test edildi.

Yeni montaj sistemi; düzlem rulosunu ve düzlemin perdesini kontrol etmek için, geleneksel kanatların yaptığı gibi ayrı hareketli yüzeyler gerektirmek yerine; sert ve esnek bir karışım içererek, bütün kanadın veya onun parçalarının deforme olmasını mümkün kılar. Açık, hafif bir kafes çerçevesini oluşturmak üzere bir araya getirilen minik alt montajlar; daha sonra çerçeveyle benzer bir polimer malzemeden ince bir tabaka ile kaplanır.

Sonuç, araştırmacıların metal veya kompozit malzemeden yapılmış olsun olmasın, konvansiyonel tasarımlara göre çok daha hafif ve dolayısıyla enerji açısından daha verimli bir kanat olduğunu söylüyor. Binlerce minik kibrit çöpü benzeri dik üçgenden oluşan yapı; çoğunlukla boş alandan oluştuğundan, kauçuk benzeri bir polimerin yapısal sertliğini ve aerojelin aşırı hafifliğini ve düşük yoğunluğunu birleştiren mekanik bir “meta malzeme” oluşturur.

Bir uçuşun her bir aşaması için (kalkış, iniş, seyir, manevra vb.) her birinin kendine ait, farklı optimum kanat parametreleri kümesi vardır. Bu nedenle geleneksel bir kanat; mutlaka herhangi biri için optimize edilmemiş bir uyuşma olduğunu açıklar. Sürekli olarak deforme olabilen bir kanat, her aşama için en iyi konfigürasyonun daha iyi bir yaklaşımını sağlayabilir.

Kanatları deforme etmek ve gerekli kuvvetleri üretmek için; motorları ve kabloları dahil etmek mümkün olsa da, ekip bunu bir adım daha ileri götürdü ve aerodinamik yükleme koşullarında otomatik olarak şeklini değiştirerek, cevap veren bir sistem tasarladı: Bir çeşit kendinden ayarlamalı, pasif kanat yeniden yapılandırma işlemi…

Araştırmacı Cramer: “Şekli farklı basınç açılarındaki yüklerle eşleştirerek, verimlilik elde edebiliyoruz. Aktif olarak yapacağımız aynı davranışı üretebiliyoruz ancak pasif olarak yapıyoruz.”

Bu, farklı tiplerde esneklik veya sertlikteki dikmelerin göreceli konumlarının dikkatli bir şekilde tasarlanmasıyla gerçekleştirilir. Böylece kanat veya bunun bölümleri belirli stres tiplerine cevap olarak belirli şekillerde bükülür.
Cheung ve ekibi, birkaç yıl önce temel uzaktan kumanda prensibini gösterdiler. Tipik uzaktan kumandalı model uçakların boyutuyla karşılaştırılabilecek, bir metre uzunluğunda bir kanat ürettiler. Yaklaşık beş kat daha uzun olan yeni versiyon, gerçek tek koltuklu bir uçağın kanadının boyutuyla karşılaştırılabilir ve üretimi kolay olabilir.
Bu versiyon lisansüstü öğrencilerden oluşan bir ekip tarafından elle monte edilirken; tekrarlayan süreç, küçük, basit, otonom montaj robotları bir sürü tarafından kolayca gerçekleştirilebilecek şekilde tasarlanmıştır. Jenett; robotik montaj sisteminin tasarım ve testinin yaklaşmakta olan bir makalenin konusu olduğunu söylüyor.

Jenett; bir önceki kanat için ayrı parçaların bir su jeti sistemi kullanılarak kesildiğini ve her parçanın yapılması birkaç dakika sürdüğünü söylüyor. Yeni sistem, karmaşık bir 3D kalıpta polietilen reçineli enjeksiyon kalıplama kullanıyor ve her parçayı üretiyor. Her kenar boyunca kibrit çöpü büyüklüğünde çubuklardan oluşan içi boş bir küp; sadece 17 saniyede ölçeklenebilir üretim seviyelerine daha yakındır.

Araştırmalar, entegre bir gövde ve kanat yapısının birçok uygulama için çok daha verimli olabileceğini göstermiştir. Bu sistemle; kolayca inşa edilebilecek, test edilebilecek, değiştirilebilecek ve tekrar test edilebilecektir.

Jenett, yeni kanadın NASA’nın Langley Araştırma Merkezi’ndeki yüksek hızlı rüzgar tüneline yerleştirilebileceği kadar büyük olacak şekilde tasarlandığını belirtti.

Aynı sistem, diğer yapıları yapmak için de kullanılabilir. Jenett; rüzgar türbinlerinin kanat benzeri kanatları da dahil olmak üzere, yerinde montaj yapma kabiliyetinin daha uzun bıçakları taşıma problemlerini önleyebileceğini söylüyor. Benzer yapılar, uzay yapıları inşa etmek için geliştiriliyor ve ilerde köprüler ve diğer yüksek performanslı yapılar için de yararlı olabilecek.

Kaynak:
NASA Langley Araştırma MerkeziMIT
Etiketler
1 Oy2 Oy3 Oy4 Oy5 Oy (2 oy verildi, Ortalama: 5 üzerinden 5,00 oy )
Loading...

Benzer Makaleler

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Close