НАСА и Боинг проверяют новые гибкие крылья для экономии топлива: видео
НАСА совместно с Boeing испытывает необычные длинные и тонкие крылья для самолетов, которые обещают улучшить аэродинамику, снизить расход топлива и сделать полеты более плавными. Однако такие крылья обладают высокой гибкостью, что создает новые инженерные вызовы.
«Когда крыло становится очень гибким, оно начинает сильно колебаться или трястись. Порывы ветра, резкие маневры и нагрузка от поворотов могут усилить эти колебания. Мы ищем способ использовать преимущества длинного крыла без риска чрезмерной вибрации», — объяснила инженер НАСА Дженнифер Пинкертон из центра Лэнгли в Хэмптоне, штат Вирджиния.
Почему длинное крыло более перспективно
Более длинные и узкие крылья уменьшают сопротивление воздуха и делают самолет эффективнее на крейсерской скорости. В идеале это должно снизить расход топлива, что особенно важно для коммерческих авиаперевозчиков. Но чем тоньше и длиннее крыло, тем сильнее оно изгибается и подвержено явлению, известному как флаттер.
«Флаттер — это когда поток воздуха заставляет крыло вибрировать в такт собственным частотам конструкции. Эти колебания могут нарастать и в крайних случаях разрушить крыло. Наша задача — понять, как контролировать эти колебания, чтобы они не мешали полету», — пояснила Пинкертон.
Испытания на аэродинамической модели
Проверить такие крылья на реальном самолете невозможно — ни одна аэродинамическая труба не вмещает полноразмерный лайнер. В Лэнгли есть аэродинамическая труба с отсеком 4,9 на 4,9 метра, где инженеры могут тестировать крупные модели. Boeing совместно с NextGen Aeronautics создали половинную модель самолета с крылом длиной около 4 метров, оснащенную активными управляющими поверхностями.
Модель стала значительным шагом вперед по сравнению с предыдущей в проекте SUGAR, где использовались всего две управляющие поверхности.
«Теперь их десять. Мы усложнили конструкцию и расширили возможности управления крылом», — сказал Патрик С. Хини, главный исследователь НАСА.
Два этапа испытаний
Первый этап испытаний в 2024 году дал базовые данные о поведении крыла, которые сопоставили с результатами компьютерного моделирования. На основе этих данных инженеры скорректировали управляющие алгоритмы и подготовили второй этап в декабре 2025 года. В ходе него протестировали новые конфигурации с дополнительными поверхностями, смоделировали различные маневры и порывы ветра, чтобы увидеть, как крыло реагирует на реальную нагрузку.
«Мы проверяем не только аэродинамику, но и структурные отклики крыла. Цель — обеспечить безопасное поведение крыла даже в сложных условиях полета», — отметил Хини.
Проблемы и перспективы
Длинное крыло дает сразу несколько преимуществ: меньшее сопротивление, экономия топлива и потенциально более плавный полет. Но высокая гибкость делает конструкцию чувствительной к аэроупругим неустойчивостям, включая флаттер, а также к порывам ветра и турбулентности.
«Контроль за колебаниями крыла критически важен. Любое несоответствие может привести к тряске самолета и даже повреждению конструкции», — добавила Пинкертон.
Эксперты подчеркивают, что именно баланс между гибкостью и устойчивостью определяет эффективность будущих самолетов.
Если проект удастся, новые крылья позволят создавать более экономичные и комфортные самолеты. Это особенно важно для авиации, стремящейся снизить выбросы углекислого газа и увеличить дальность полета. Инженеры НАСА и Boeing уверены, что детальные испытания, комбинация аэродинамических тестов и компьютерного моделирования, помогут безопасно внедрить технологию на коммерческие самолеты в будущем.
