211service.com
Omforming av fly
Flyingeniører har alltid sett til naturen for inspirasjon. Nå ser de enda nærmere på. Ved å bruke materialer og datasystemer som automatisk registrerer og reagerer på omgivelsene deres, bygger forskere ved et NASA-finansiert forskningskonsortium i Texas komponenter for dramatisk eksperimentelle fly. De nye flyene og romfartøyene vil bli sterkere og lettere; de vil også være i stand til å helbrede skader på systemene deres, gjøre seg selv mer aerodynamiske under skiftende forhold, og til og med forvandle vingeformene deres under flyging.
Rundt 30 forskere ved seks universiteter blir finansiert gjennom det nye Texas Institute for Intelligent Bio-Nano Materials and Structures for Aerospace Vehicles, med hovedkontor ved Texas A&M University i College Station. Utfordringen er virkelig om vi kan etterligne naturen, sier Satish Nagarajaiah, en sivilingeniør ved Rice University som er involvert i prosjektet. For å lage fly som fungerer mer som insekter og fugler, vil forskerne utvikle komposittmaterialer som inneholder organiske og biologiske molekyler for bruk i strukturelle materialer, sensorer og aktuatorer. Slike kontrolloverflater som klaffer, som har blitt brukt i flere tiår, kan erstattes av vinger som kontinuerlig forvandles for å maksimere aerodynamikken og forbruke mindre drivstoff.
Denne historien var en del av vår utgave fra mars 2003
- Se resten av saken
- Abonnere
Instituttets gruppe med funksjonaliserte nanomaterialer modifiserer for eksempel karbon-nanorør - rørlignende karbonmolekyler med uvanlige strukturelle og elektroniske egenskaper - for å skape et skinn for avanserte fly, sier gruppeleder Enrique Barrera, en maskiningeniør ved Rice University. Det ytre laget vil være følsomt for endringer i luftstrøm og mekanisk påkjenning; og den vil bruke karbon-nanorørene som små aktuatorer for å hjelpe maskinene med å modifisere formene sine som svar på skiftende aerodynamiske forhold.
I tillegg til å utvikle materialene, må instituttets forskere lage helt nye metoder for å kontrollere kjøretøyene. Dagens piloter justerer posisjonene til slike overflater som klaffer og ror, men de nye flyene vil endre sin form fullstendig og kan ha 100 ganger så mange sensorer og aktuatorer, spår David Zimmerman, en maskiningeniør ved University of Houston som leder instituttets intelligente systemer. gruppe. Teorien for håndtering som bare ikke eksisterer i dag, sier han. Så gruppen hans utvikler nye kontrollalgoritmer som lar et fly bestemme hvilken form det skal anta på grunnlag av input fra sensorene.
Selv om det kan ta 15 år å bygge et fly med evnen til å omforme seg selv som svar på miljøet, kan strukturelle og sansekomponenter skapt av konsortiet komme inn i romfartøyet og den internasjonale romstasjonen om bare to til tre år, sier Barrera. . NASA har absolutt lagt ned mye innsats i dette, sier Rick Claus, en elektroingeniør ved Virginia Polytechnic Institute og en tidligere NASA-ingeniør. Men å komme opp med forbedrede materialer med egenskapene som trengs for å nå instituttets mål, advarer han, kommer til å bli en vanskelig ting.