Изследователи от НАСА подложиха нов дизайн на крило - дълго и тънко, с олекотена структурна конструкция - на серия от тежки изпитания, за да определят неговите структурни граници. Резултатите ги окуражиха относно потенциала на крилото, дори когато то беше подложено на натоварвания извън предвидените граници.

15-футовият тестов образец SWEET-15 (Structural Wing Experiment Evaluating Truss-bracing) е част от изследванията на НАСА за разработване на бъдещи свръхефективни самолети. Дизайнът включва дълго крило, поддържано от аеродинамична подпора, базирано на по-ранната концепция на НАСА за трансзвуково крило с подпорна конструкция (Transonic Truss-Braced Wing).

Изследователският екип работи по въпроса дали дизайнът на SWEET-15 и новите му олекотени структурни решения биха могли да помогнат на пътническите самолети да пестят гориво. Но първо трябва да се разбере как крилото се държи при видовете сили, на които е подложено по време на полет. Дизайнът на SWEET-15 произлиза от комбинирането на пет различни усъвършенствани технологии за производство и сглобяване на композитни материали, които направиха възможна новата структурна конструкция. 15-футовият тестов образец беше проектиран и произведен в изследователския център на НАСА „Лангли“ в Хамптън, Вирджиния, преди да бъде транспортиран до изследователския център за летателни изпитания на НАСА „Армстронг“ в Едуардс, Калифорния, за провеждане на тестовете.

В продължение на няколко месеца инженерите на НАСА умишлено огъваха тестовото крило в Лабораторията за летателни натоварвания на НАСА „Армстронг“. По цялата конструкция бяха поставени множество сензори за напрежение и натоварване, включително оптично-влакнести сензори за напрежение, за да следят как крилото реагира при нарастване на силите.

Данните от сензорите потвърдиха прогнозите, направени от компютърните модели на НАСА. Според първоначалните резултати крилото издържа очакваните полетни сили без проблем. Резултатите дадоха на екипа увереност в новите производствени подходи и методи за свързване на частите на крилото, използвани в SWEET-15, които биха могли да подпомогнат разработването на бъдещи ефективни конструкции на самолети. Производственият подход, разработен в НАСА „Лангли“, използва робота за интегрирано структурно сглобяване на усъвършенствани композитни материали (Integrated Structural Assembly of Advanced Composites) и цели производството на по-леки и по-здрави композитни конструкции за космически и въздухоплавателни апарати.

Тестът завърши с целенасочено изпитание до разрушаване, при което инженерите увеличиха натоварването отвъд проектните граници на крилото, за да определят как и къде то ще се повреди. Конструкцията в крайна сметка се разруши при около 127% от проектното гранично натоварване, като видими повреди се появиха близо до задния ръб на крилото и в горното му покритие. Този елемент от изпитанията даде ценна представа за това как се държат съединенията, свързващи крилото с основната му подпора и с втора, спомагателна подпора, наречена „jury strut“ [?], при сили извън очаквания полетен диапазон.

Това бележи първия случай, в който представителна конфигурация на композитно крило с подпорна конструкция преминава през този вид структурна оценка. Това стана възможно единствено благодарение на сътрудничеството между различни центрове и проекти на НАСА, като изследователите използваха ресурси на агенцията, например Системата за оптично-влакнесто сензорно измерване, разработена за събиране на данни както от самолети, така и от космически апарати.

За подготовката на изпитанията инженери от НАСА „Лангли“ проектираха, анализираха и произведоха крилото, а също така завършиха подготовката за безопасност и настройката на лабораторията.

Изследователите сега ще анализират събраните по време на тестовете данни, за да подпомогнат разработването на бъдещи конструкции на самолети и продължаващите усилия на НАСА за създаване на по-ефективни авиационни технологии.

Работата се извършва в рамките на проекта на НАСА за демонстрация на дозвуков полет (Subsonic Flight Demonstrator) към Дирекцията за изследователски технологични мисии на агенцията. Успешното изпитание на множество иновативни компоненти бележи важна стъпка в аеронавтичните изследвания на НАСА. |БГНЕС