Kraj turbulencijama? NASA i Boing razvijaju krila koja smanjuju vibracije i potrošnju goriva

NASA i Boing završili su niz opsežnih istraživanja čiji je cilj razvoj nove generacije avionskih krila, koja bi u budućnosti mogla da donesu nižu potrošnju goriva, veći dolet i mirniji let u turbulentnim uslovima. Reč je o krilima znatno većeg odnosa raspona, dužim i tanjim od onih kakva danas koriste putnički avioni, ali i znatno fleksibilnijim.

Preporučujemo

Za avio-kompanije koje se suočavaju sa rastućim troškovima goriva i sve strožim ekološkim zahtevima, ovakav dizajn nije pitanje estetike, već operativne efikasnosti. Duža krila smanjuju aerodinamički otpor i omogućavaju efikasnije stvaranje uzgona, što direktno utiče na potrošnju goriva i performanse aviona.

Međutim, upravo ta aerodinamička prednost donosi i glavni tehnički izazov.

Fleksibilnost kao problem i prilika

Za razliku od kraćih i krućih krila na današnjim avionima, duga i tanja krila znatno se više savijaju tokom leta. Naleti vazdušnih struja i manevri tokom leta mogu dovesti do jačih pomeranja i vibracija krila, čime raste rizik od njihovog nestabilnog ponašanja.

Posebno je problematična pojava poznata kao samopobuđena vibracija krila (flutter), koja nastaje kada strujanje vazduha pobudi prirodne frekvencije konstrukcije. Ako se ne kontroliše, ova pojava može se brzo pojačati i dovesti do ozbiljnih strukturnih oštećenja. Iako se često meša sa turbulencijom, flutter nije atmosferska pojava, već rezultat međusobnog delovanja aerodinamike i konstrukcije aviona.

Upravo rešavanjem tog problema bavio se zajednički program Integrated Adaptive Wing Technology Maturation, koji su NASA i Boing realizovali u Istraživačkom centru Langli u Virdžiniji.

Kako su sprovedena ispitivanja

Zbog dimenzija i bezbednosnih ograničenja, ispitivanja nisu mogla da budu sprovedena na putničkom avionu pune veličine. Umesto toga, istraživači su koristili Transonic Dynamics Tunnel, specijalizovani vazdušni tunel namenjen proučavanju aeroelastičnosti i dinamičkog ponašanja letelica.

Testiran je model polovine aviona sa jednim krilom dužine oko 13 stopa (oko 4 metra), montiran na zid tunela. Krilo je bilo opremljeno sa deset aktivnih upravljačkih površina duž zadnje ivice, koje su omogućavale preciznu kontrolu strujanja vazduha i reakcije konstrukcije tokom ispitivanja.

Unutar modela nalazio se veliki broj senzora koji su merili aerodinamičke sile i strukturne odgovore krila u različitim uslovima, uključujući simulirane nalete vazdušnih struja i manevarska opterećenja. Ispitivanja su sprovedena u dve faze, tokom 2024. i 2025. godine, pri čemu je druga faza bila usmerena na aktivno upravljanje i suzbijanje vibracija.

Aktivna kontrola umesto krutosti

Rezultati testova pokazali su da se pomoću aktivne kontrole krila može značajno smanjiti njihovo kretanje i vibracije, naročito u uslovima naleta vazdušnih struja. Umesto da se fleksibilnost krila „guši“ dodatnom masom i krutošću, istraživači su pokazali da je moguće zadržati aerodinamičke prednosti dugih krila, a istovremeno kontrolisati njihovo ponašanje u letu.

Najvidljiviji efekti primećeni su tokom testova ublažavanja naleta vazdušnih struja, kada je amplituda oscilacija krila znatno smanjena u odnosu na početna merenja.

Ovaj istraživački pravac već je povezan sa razvojem eksperimentalnog demonstratora X-66A, koji NASA i Boing koriste kao platformu za proveru novih aerodinamičkih rešenja, uključujući duga i tanka krila sa aktivnom kontrolom.

Šta to znači za putnike i avio-kompanije

Iako ova istraživanja ne znače da će se ovakva krila uskoro pojaviti na komercijalnim avionima, njihovi rezultati biće dostupni proizvođačima kao osnova za razvoj sledeće generacije letelica. U praksi, to bi moglo da znači avione sa većim doletom, nižom potrošnjom goriva i stabilnijim ponašanjem u turbulentnim uslovima.

Za putnike, koristi bi se možda pre osetile nego videle, mirniji letovi, manje naglih pomeranja u kabini i potencijalno tiše okruženje. Za avio-kompanije, reč je o tehnologiji koja se uklapa u dugoročne ciljeve smanjenja troškova i emisija CO2.

Istraživanja NASA i Boinga pokazuju da se budućnost putničkih aviona možda neće prepoznati po potpuno novim oblicima trupa, već po krilima koja su duža, tanja i znatno „pametnija“ nego danas.

(Aero.rs)