Skip to main content

Modelling of Adaptive Wing Structures

Article Category

Article available in the folowing languages:

Modelowanie struktur skrzydła adaptacyjnego

Do tej pory inżynierzy lotniczy postrzegali aeroelastyczność jako zło konieczne, projektując sztywne i ciężkie konstrukcje lotnicze. Finansowany ze środków UE projekt stał się przyczynkiem do budowy struktur adaptacyjnych, które optymalizują wydajność aerodynamiczną skrzydła.

Technologie przemysłowe

Mimo dużych postępów technologicznych, jakie zaszły w projektowaniu samolotów w ciągu ostatnich dekad, skrzydła wciąż pozostają konstrukcjami zasadniczo sztywnymi. Naukowcy koncentrowali się głównie na optymalizacji nieruchomych skrzydeł w warunkach lotu w prostej, poziomej linii. Jednak w idealnych warunkach samoloty zmieniałyby swój kształt lub skręcały się przy różnych prędkościach, zwłaszcza w trakcie startu i lądowania. Dzięki finansowaniu UE projektu MAWS (Modelling of adaptive wing structures), związani z nim naukowcy opracowali narzędzie matematyczne wykorzystujące modele zredukowanego rzędu struktur skrzydła, koncentrując się na poprawie jego właściwości aerodynamicznych. Przyjmując taki punkt bazowy, naukowcy zastosowali odwróconą metodologię projektowania w celu określenia rozkładu sztywności w skrzydle, a tym samym jego wewnętrznej struktury. Ponadto narzędzie to pozwoliło im określić wymagany rozmiar i pozycję struktur adaptacyjnych i siłowników. Szczególny nacisk położono na wykorzystanie metod panelu w modelowaniu aerodynamicznego kształtu skrzydła w różnych punktach w obwiedni osiągów. Celem było osiągnięcie pożądanej wartości odchylenia aeroelastycznego skrzydła przy minimalnej możliwej masie. Aby ułatwić projektowanie skrzydła o zmiennej geometrii, naukowcy wykorzystali koncepcje obrotowego dźwigara, ruchomego dźwigara i ruchomych nakładek na dźwigary. Te struktury adaptacyjne potrafią zmieniać swoją sztywność na zginanie oraz sztywność na skręcanie, a także pozycję środka sił poprzecznych sekcji skrzydła. Zespół stwierdził, że nawet w lotach o niskiej prędkości konstrukcje adaptacyjne uzyskały wymagany kształt aerodynamiczny we wszystkich częściach obwiedni osiągów. Jednak najmniejsza zmiana kształtu skrzydła była wymagana tylko w przypadku używania zarówno struktur adaptacyjnych, jak i koncepcji skrzydła asymetrycznego. Opracowane w projekcie MAWS technologie modelowania struktur aeroelastycznych pomagają spełniać wysokie wymagania Rady Doradczej w zakresie Badań Aeronautycznych w Europie (ACARE). Ponadto oprócz większej oszczędności paliwa struktury adaptacyjne zapewniają także niższy poziom emisji hałasu. Takie konstrukcje mogą zapewnić większą konkurencyjność projektów samolotów, wzmacniając tym samym przemysł lotniczy w Europie.

Słowa kluczowe

Modelowanie, skrzydło adaptacyjne, aeroelastyczność, wydajność aerodynamiczna, sztywność

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania