NASA testuje technologię czujników poprawiających efektywność samolotów

NASA testuje technologię czujników poprawiających efektywność samolotów

NASA testuje zaawansowana technologię czujników opartych o światłowody, które mogłyby być wykorzystywane do aktywnego sterowania kształtem skrzydła. Sterowanie kształtem skrzydła podczas lotu pozwoliłoby lepiej wykorzystywać jego aerodynamikę i wpłynęłoby na poprawę efektywności samolotów.

Światłowodowy System Czujników Kształtu Skrzydła mierzy i wyświetla kształt skrzydła samolotu podczas lotu. Potencjalnie system ten można również wykorzystać do poprawy bezpieczeństwa samolotów poprzez monitorowanie stanu kadłuba. Próbne loty na samolocie Ikhana, będącym modyfikacją bezzałogowego Predator B przystosowana do badań cywilnych, prowadzone są w bazie NASA Dryden w Kalifornii.

„Całe generacje samolotów i pojazdów kosmicznych mogłyby korzystać z tych nowych czujników, gdyby działały one na niebie równie skutecznie jak w laboratorium,” – powiedział Lance Richards z Dryden.

Obniżenie wagi, możliwe dzięki tym czujnikom, umożliwiłoby zmniejszenie kosztów i zużycia paliwa. System ten otwiera również nowe możliwości i zastosowania, nieosiągalne przy tradycyjnych technologiach. Na przykład, nowe czujniki umożliwiłyby adaptacyjne sterowanie kształtem skrzydła.

„Aktywne sterowanie kształtem skrzydła wywołuje błysk w oku u każdego aerodynamika,” – powiedział Richards. „Gdyby możliwa była zmiana kształtu skrzydła w locie, wpłynęłoby to na poprawę efektywności i osiągów samolotu w trakcie startu, lądowania, ale również i manewrowania.”

Sześć włókien umieszczonych na górnej powierzchni skrzydeł Ikhany zapewnia przeszło 2 tysiące pomiarów naprężeń w czasie rzeczywistym. Ważące razem niespełna kilogram włókna są tak małe, że nie wpływają negatywnie na właściwości aerodynamiczne. W przyszłości, czujniki mogłyby być wtopione w strukturę skrzydła.

W celu określenia precyzji czujników, naukowcy porównują ich odczyty z 16 tradycyjnymi czujnikami naprężeń również umieszczonymi na skrzydle.

„Czujniki na Khanie są niedostrzegalnie małe, gdyż umieszczone są na włóknie o średnicy zbliżonej do ludzkiego włosa,” – powiedział Richards. „Możesz gromadzić informacje z tysięcy czujników bez obciążenia i plątaniny przewodów, jak w przypadku klasycznych czujników.”

Kolejna korzyść płynąca z lekkości czujników światłowodowych, to możliwość umieszczenia tysięcy takich czujników w całym kadłubie samolotu. Znając poziom naprężeń w tysiącach miejsc, projektanci mogą precyzyjniej konstruować strukturę kadłuba, odchudzając go bez obniżania poziomu bezpieczeństwa. W dalszej konsekwencji może to wpłynąć na redukcję zużycia paliwa i zwiekszenie zasięgu.

Rozszerzając zastosowanie tej technologii na turbiny wiatrowe, można by poprawić ich wydajność poprzez lepsze ustawienie łopat.

(lk)