Φτερά αεροσκαφών που αλλάζουν μορφή εν πτήσει

Στην εποχή του προβληματισμού για την αύξηση της θερμοκρασίας του πλανήτη, της οικονομικής κρίσης και των ανησυχιών για την εξάντληση των παγκόσμιων αποθεμάτων πετρελαίου, το θέμα της μείωσης της κατανάλωσης καυσίμων στις μεταφορές έχει τεθεί στο προσκήνιο. Ειδικά στον τομέα των αερομεταφορών, η χρήση όσο το δυνατόν λιγότερων καυσίμων – σε συνδυασμό με την προστασία του περιβάλλοντος – αποτελεί ζήτημα υψίστης σημασίας, στην επίλυση του οποίου φιλοδοξεί να συνεισφέρει τοπρόγραμμα SARISTU (Smart Intelligent Aircraft Structures) της Ε.Ε., το οποίοεμπνέεται από τα φτερά των πουλιών.

Τα πτηνά είναι σε θέση να αλλάζουν τη θέση των πούπουλων στα φτερά τους ανάλογα με τη ροή του αέρα, ωστόσο τα φτερά των αεροσκαφών είναι φτιαγμένα από άκαμπτα υλικά. Για σκοπούς προσγείωσης (και μείωσης της ταχύτητας γενικότερα) επεκτείνονται ειδικά “flaps”, στις άκρες των φτερών, ωστόσο και αυτά είναι άκαμπτα. 

Αυτό σκοπεύει να αλλάξει το πρόγραμμα SARISTU: “Τα flaps θα έπρεπε να μπορούν να προσαρμόζονται στη ροή του αέρα και έτσι να βελτιώνουν την αεροδυναμική του αεροσκάφους” αναφέρει ο Μάρτιν Σούλερ, ερευνητής του Fraunhofer Instıtute for Electronıc Nano Systems ENAS. Σε αυτό το πλαίσιο, έχει αναπτυχθεί ένας μηχανισμός ο οποίος αλλάζει το σχήμα του flap, ανάλογα με τη ροή του αέρα. Η έκταση της αλλαγής, η οποία λαμβάνει χώρα εν πτήσει, καθορίζεται από ειδικούς αλγορίθμους, που δημιούρησε το ENAS σε συνεργασία με ερευνητές από το CIRA (το ιταλικό κέντρο αεροδιαστημικών ερευνών) και το Πανεπιστήμιο της Νάπολι.

Ο μηχανισμός που επιτρέπει την αλλαγή του σχήματος μπορεί να λειτουργήσει μόνο εάν το flap είναι φτιαγμένο από εύκαμπτο υλικό. Με το πρόβλημα αυτό ασχολήθηκαν ερευνητές του Fraunhofer Instıtute for Manufacturıng Technology and Advanced Materials IFAM. “Αναπτύξαμε ένα 'δέρμα' με εναλλασσόμενες άκαμπτες και μαλακές 'ζώνες'” αναφέρει ο Αντρέας Λέρινγκ, του Fraunhofer IFAM.

Ο μηχανισμός βρίσκεται κάτω από τις μαλακές ζώνες, οι οποίες είναι και αυτές που “βλέπουν” το μεγαλύτερο τέντωμα. Το ιδιαίτερα καινοτόμο χαρακτηριστικό είναι το υλικό που χρησιμοποιείται, καθώς τα εύκαμπτα σημεία είναι φτιαγμένα από ειδικό ελαστομερικό αφρό, διατηρώντας έτσι την ελαστικότητά τους ακόμα και σε ακραίες συνθήκες θερμοκρασίας (από -55 έως 80 βαθμούς Κελσίου). Ήδη βρίσκονται σε στάδιο δοκιμών τέσσερα πρωτότυπα των 90 εκατοστών, ενώ η εν λόγω τεχνολογία επιδείχθηκε στο ILA Berlin Air Show.

Ωστόσο, η επιθυμητή μείωση κατανάλωσης κηροζίνης (της τάξης του 6%) δεν θα επέλθει μόνο με αυτόν τον τρόπο: ερευνητές του Fraunhofer IFAM δουλεύουν πάνω και σε ένα δεύτερο project, επικεντρωνόμενοι στην άκρη των φτερών. Ειδικότερα, έχουν αναπτύξει ένα κομμάτι- “λοβό” που αποτελεί τμήμα του άκρου του φτερού και αλλάζει μορφή κατά τη διάρκεια της πτήσης για να κρατά την αντίσταση στον αέρα όσο το δυνατόν μικρότερη. Από τη στιγμή που κάθε κενό μεταξύ αυτού και του σταθερού φτερού θα ακύρωνε οποιαδήποτε θετική επίδραση, οι ερευνητές ανέπτυξαν ένα ελαστικό συνδετικό στοιχείο.

“Η δουλειά αυτή καλύπτει τα πάντα, από τη χημική σύνθεση μέχρι την τεχνολογία επεξεργασίας και κατασκευής” αναφέρει ο Λέρινγκ. Όπως και στην προαναφερθείσα περίπτωση των flap, το συγκεκριμένο τμήμα διατηρεί την ελαστικότητά του σε θερμοκρασίες από -55 ώς 80 βαθμών Κελσίου και δεν αντιμετωπίζει πρόβλημα σε υψηλές ταχύτητες του ανέμου.
naftemporiki