Новый сплав металла изменяет форму крыла самолета в полете

Китайские ученые разработали уникальный активный сплав, который способен менять свою форму в режиме реального времени, позволяя крыльям самолета адаптироваться к воздушным потокам так же естественно, как это делают птицы. Это открытие обещает сделать полеты более плавными.

Иллюстративное фото: Mohammad Mijanul Hoque / Vecttezy

Как пишет Interesting Ingineering, исследователи из Нанкинского университета аэронавтики и астронавтики при создании нового материала вдохновлялись не анатомией птиц, как это часто бывает в авиации, а строением семенной оболочки портулака обыкновенного (Portulaca oleracea) — низкорослого растения-суккулента, которое в Беларуси считается сорняком.

Ученые заметили, что клетки оболочки портулака имеют особые волнистые стыки, которые помогают эффективно распределять внешнее давление по всей поверхности.

Портулак обыкновенный. Фото: Wikimedia Commons

Исследователи воплотили этот природный рисунок в металлической структуре, по своему строению напоминающей пчелиные соты. Такой подход позволил совместить прочность и легкость с чрезвычайной гибкостью.

До сих пор создание крыльев-трансформеров сталкивалось с серьезными проблемами. Полимерные материалы были слишком слабыми для аэрокосмических нагрузок, а механические конструкции — слишком громоздкими и медленными.

Чтобы решить эту дилемму, команда использовала никель-титановый сплав с памятью формы, обработанный методом сверхточной лазерной 3D-печати. Эта технология позволила создать микроскопические волнистые структуры шириной всего 0,3 миллиметра. Таким образом ученые получили металлическую конструкцию, способную выдерживать колоссальное аэродинамическое давление и при этом перестраиваться по мере необходимости.

Сообщается, что новый материал способен растягиваться на 38% от своего первоначального состояния без повреждений. При нагревании он восстанавливает свою запрограммированную форму более чем на 96%. Ученые отмечают, что такие показатели повторяющейся деформации при высокой прочности металла встречаются очень редко.

При испытаниях прототипы секций крыла плавно изменяли угол наклона в диапазоне от -25° до 25°. Испытания проводились при низких температурах, что имитирует реальные условия полета на большой высоте.

Следующим шагом ученых станет интеграция в металлическую структуру датчиков и электронных компонентов. Это позволит создать «умные» крылья, которые будут не просто изменять форму по команде пилота, но и самостоятельно мониторить окружающую среду, мгновенно подстраиваясь под условия полета для максимальной эффективности и безопасности.

Комментарии к статье