Jak albatros inspiruje skrzydła samolotów nowej generacji

Inżynierowie Airbusa opracowali model samolotu z ruchomymi końcówkami skrzydeł, które mogą zrewolucjonizować konstrukcję skrzydła samolotu.

Gigant przemysłu lotniczego wykorzystał naturę, aby opracować koncepcję „pół-aeroelastycznego składania końcówek”, w celu zmniejszenia oporu aerodynamicznego i całkowitej masy skrzydła, jednocześnie przeciwdziałając wpływowi turbulencji i podmuchów wiatru.

Zdalnie sterowany model samolotu, nazwany AlbatrossOne, wykonał już pierwsze loty, aby udowodnić prawidłowość koncepcji.  Zespół specjalistów przeprowadzi jego dalsze próby, zanim demonstrator, oparty konstrukcji samolotu Airbus A321, zostanie powiększony.

„Podczas gdy składane końcówki skrzydeł nie są nowością – stosuje się je w samolotach wojskowych, aby lepiej wykorzystać przestrzeń w hangarach na lotniskowcach – demonstrator Airbusa jest pierwszym samolotem przeznaczonym do prób w locie ze swobodnie poruszającymi się końcówkami skrzydeł, w celu złagodzenia skutków podmuchów wiatru i turbulencji”, wyjaśnił inżynier Tom Wilson z zakładów Airbusa w Filton, na północ od Bristolu w Wielkiej Brytanii.

„Inspirację czerpaliśmy z natury – morski ptak albatros blokuje kości pasa barkowego, aby móc szybować na duże odległości, ale odblokowuje je, gdy pojawią się podmuchy wiatru lub wymagane jest manewrowanie.”

„Model AlbatrossOne zbada zalety odblokowywanych, swobodnie poruszających się końcówek – stanowiących nawet jedną trzecią rozpiętości skrzydła – które samoczynnie reagują  podczas turbulencji w locie i zmniejszają obciążenie skrzydła u nasady, częściowo eliminując w ten sposób konieczność stosowania wzmocnionego kesonu.”

Jean-Brice Dumont, wiceprezes ds. technicznych Airbusa, powiedział, że projekt pokazał „jak natura może nas inspirować”. Powiedział: „Kiedy występuje podmuch wiatru lub turbulencja, skrzydło konwencjonalnego samolotu przenosi ogromne obciążenia na kadłub, więc nasada skrzydła musi być odpowiednio wzmocniona, co zwiększa masę samolotu.”

„Ruchome końcówki skrzydeł, wychylające się pod wpływem podmuchów powodują zmniejszenie obciążenia, co pozwala nam produkować lżejsze skrzydła o większej rozpiętości – im większa rozpiętość skrzydła, tym mniejszy jest jego opór aerodynamiczny, aż do optymalnego, więc potencjalnie można wykorzystać więcej paliwa.”

Pierwsze loty próbne demonstratora AlbatrossOne, opracowanego przez inżynierów Airbusa w Filton, zakończyły się w lutym, po 20-miesięcznym programie prac rozwojowych. Przemawiając w Tuluzie, Dumont powiedział, że AlbatrossOne był „pierwszym samolotem skonstruowanym w Filton od czasu Concorde”.

Samolot został skonstruowany z kompozytów z żywic polimerowych zbrojonych włóknem węglowym i włóknem szklanym, a także komponentów wytworzonych technikami przyrostowymi (drukowanych).

Podczas wstępnych prób AlbatrossOne zbadano stateczność demonstratora, gdy końcówki skrzydeł były zablokowane i całkowicie odblokowane, mówi inżynier z Filton, James Kirk.

„Następnym krokiem jest przeprowadzenie dalszych prób w celu połączenia dwóch trybów pracy, umożliwiając odblokowanie końcówek skrzydeł podczas lotu i zbadanie stanów przejściowych”, dodał.

Zespół zaprezentował swoje badania na międzynarodowym forum podczas konferencji Aeroelasticity and Structural Dynamics w Stanach Zjednoczonych w tym tygodniu.