Сплавы с памятью формы станут основой адаптивных крыльев самолетов

Крылья современных самолетов прошли длинный путь от деревянных крыльев первых самолетов до сложных современных конструкций. И, тем не менее, даже самые сложные современные крылья не могут обеспечивать максимальную эффективность полета в разных условиях из-за отсутствия возможностей изменения их формы в достаточно широких пределах. Специалисты американского космического агентства НАСА смотрят на сплавы с памятью формы, как на средство для создания универсальных адаптируемых крыльев, и в рамках программы Spanwise Adaptive Wing (SAW) уже был создан экспериментальный летательный аппарат с крыльями, способными изменять форму без необходимости использования тяжелых и громоздких гидравлических систем.

Если бы крыло самолета могла быть более «эластичным», его форма могла бы быть изменена в широких пределах для того, чтобы наилучшим образом соответствовать текущим условиям полета. Это далеко не новая идея, На свете уже существует целый ряд самолетов и экспериментальных летательных аппаратов с так называемой изменяемой геометрией крыла.

Однако, гидравлические механизмы и узлы, при помощи которых производится изменение геометрии крыльев, являются весьма громоздкими, тяжелыми и для их работы требуется достаточно значительное количество энергии. В некоторых случаях эти отрицательные стороны перевешивают потенциальную выгоду от использования крыльев с изменяемой геометрией. Специалисты НАСА, при участии некоторых подрядчиков, разработали новые приводы на основе сплавов с памятью формы. Эти приводы, способные заменить обычную гидравлику, на 80 процентов легче и они, как показали испытания, работают лучше на дозвуковых, околозвуковых и сверхзвуковых скоростях.С использованием этих новых приводов был создан экспериментальный летательный аппарат Prototype Technology-Evaluation Research Aircraft (PTERA), который только недавно закончил программу летных испытаний. Части крыльев аппарата PTERA могут отклоняться на заданный угол, лежащий в пределах от -70 до 70 градусов. Корпус и крылья изготовлены из легкого углеродистого пластика, а «тело» аппарата буквально нашпиговано всевозможными датчиками, собирающими подробную информацию о текущем режиме полета.

Основой нового привода является трубка из сплава с памятью формы. Сплав с памятью формы — это сплав, которые под воздействием какого-нибудь внешнего фактора, обычно нагрева, возвращается в свою изначальную форму, которая придается ему на стадии производства. Для примера, можно взять полосу такого сплава, смять ее, нагреть и наблюдать за тем, как она распрямляется. В крыльях аппарата PTERA трубки из сплава начинают скручиваться в ту или иную сторону при нагревании их определенных частей, что вынуждает концы крыльев опуститься вниз или подняться вверх.

Отметим, что новый сплав был разработан специалистами НАСА совместно со специалистами компании Boeing. Проведенные испытания показали, что сплав сохраняет свою стабильность и механические свойства в самых различных условиях окружающей среды, а его максимальный ресурс исследователям еще предстоит выяснить экспериментально в будущих исследованиях. Тем не менее, наличие нового сплава, состав которого не разглашается по понятным причинам, уже позволяет надеяться на создание более легких и более простых крыльев для самолетов следующих поколений, форма которых будет постоянно адаптироваться, обеспечивая максимальную эффективность полета в текущем режиме и при текущих условиях окружающей среды.