bigdrum (bigdrum) wrote,
bigdrum
bigdrum

Category:

Ох уж эта "наука"...

Тут вот с мест нам сообщают, что:

Разработанное МИТ и НАСА гибкое крыло, возможно, станет будущим авиации.



Крыло является одним из наиболее технически сложных и ответственных элементов конструкции самолета, включающим целый ряд движущихся частей, которые используют все преимущества так называемого принципа Бернулли. Предыдущие попытки сделать крыло гибким, как у птицы, потерпели фиаско. «Самая большая проблема заключается в том, что большинство этих попыток полагались на деформирование крыла за счет использования механических элементов управления», пишет MIT News. «Однако, эти дополнительные структуры были настолько тяжелыми, что фактически перечеркивали любые преимущества, достигавшиеся за счет плавных аэродинамических поверхностей. Более того, они делали крыло более сложным по конструкции и создавали определенные проблемы с надежностью.




Впрочем, новое совместное исследование Массачусетского технологического института и НАТО может привести к созданию крыла 21 века. Речь идет о полном пересмотре конструкции с нуля, таким образом, что гибкость обеспечивается всей поверхностью, а не только движущимися закрылками. Используя «массив микроскопических легких конструктивных элементов» получивших название «цифровых материалов», ученые получили конструкцию, которая способна менять форму под давлением пары двигателей на концевую часть крыла.

МИТ описывает эти крылья как своего рода кожу, состоящую из множества перекрывающихся однородных частей, которые способны перемещаться, в то же время сохраняя гладкость поверхности, необходимую с точки зрения аэродинамики. Более того, они могут быть даже разбиты на базовые элементы, а затем собраны в иную конструкцию. Возможно, самым большим преимуществом является тот эффект, который оказывает такая технология на эффективность, как с точки зрения аэродинамики, так и экономии топлива.

«Испытания новой структуры в аэродинамической трубе показали, что ее характеристики соответствуют обычному крылу, однако, следует иметь в виду, что ее масса в десять раз меньше», гласит отчет исследователей.

Испытательные полеты оказались довольно впечатляющими, и команда рассчитывает применить эту технологию для беспилотных летательных аппаратов. Возможная область ее применения выходит за рамки авиации, поскольку эти материалы могут быть также использованы для постоянно деформирующихся конечностей роботов, или даже для небоскребов и мостов, то есть структур, для которых гибкость и прочность имеют первостепенное значение.


Пруф.


А теперь мы будем очень сильно смеяться.

Поехали.

С точки зрения прочности крыло самолета представляет из себя объемную напряженную конструкцию, работающую в условиях знакопеременных нагрузок, причем нагрузки эти в том числе зависят от распределения массы внутри самого крыла. Так, самолеты с крыльевыми баками вырабатывают топливо сперва из центроплана, а уже потом - из баков, находящихся ближе к концу крыла. Более того, на первых (и зачастую многих современных) самолетах со сбрасываемыми баками баки располагаются на законцовках крыла. Почему так?

Главная масса, которую несет крыло - это фюзеляж со всем своим внутренним мотлохом. Это очевидно. И значит, центроплан - это место максимальной концентрации напряжений. Посмотрите на крыло У-2 например:



Вы видите, какое оно длинное и тонкое? Каждая часть крыла, вплоть до последних квадратных сантиметров на кончиках, создает подъемную силу. Это метры и метры - десятки метров плеча рычага. А толщина крыла в корне - менее двух метров. Соответственно, модуль механического напряжения в центроплане не менее, чем в десять раз выше, чем масса самолета.

Если баки вырабатывать от законцовок крыла к центру, законцовки облегчаются, а напряжение в центроплане возрастает. Значит, требуется более прочное, и более тяжелое крыло. А если баки вырабатывать от центра к краям, то фюзеляж облегчается первым, а крыло остается затяжеленным, что перераспределяет нагрузку вдоль крыла от центроплана к краям крыла. Крыло может иметь меньшую прочность, и значит, оно легче и лучше летит.

Во всех современных самолетах обшивка является несущей. Те аппараты, в которых обшивк не несущая, делают из тряпок, отчего они и называются тряпколеты. Тряпколеты - хреново и недалеко летающие аппараты с низким аэродинамическим качеством.

Во время полета вся поверхность крыла вдоль него испытывает нагрузки и создается таким образом, чтобы в этих нагрузках участвовать определенным образом. Иными словами, не только лонжероны несут на себе вес летательного аппарата, но вся обшивка, и чтобы она несла этот вес, служат нервюры, которые задают обшивке правильную - с точки зрения аэродинамики и прочностных характеристик - форму. Более того, многие современные самолеты любительской постройки имеют клеенные пенопластовые крылья. Берется кусок специального авиационного пенопласта, на особом станке обрезается по форме крыла, режется-сверлится-выдалбливается-клеится, иногда в него вклеивают лонжерон для большей надежности - и потом все это дело оклеивается стеклотканью. И вот эта вот стеклоткань, вся эта обшивка - она и дает необходимый запас прочности и жесткости, чтобы аппарат летал и не падал.

В конструкции доблестных инженеров крыло состоит из множества отдельных элементов. Каждый из них монтируется на привод (грубо говоря - моторчик), и с точки зрения прочности просто передает усилие на узел крепления этого привода. А узлы крепления привода уже передают усилие на лонжерон. Раньше лонжерон нес только часть полетной нагрузки, остальное несла обшивка. Теперь лонжерон должен нести полную нагрузку. Значит, он становится прочнее и должен быть тяжелее.

В результате у нас получатся очень тяжелое - даже при условии статической нагрузки - крыло. Оно летит хуже.

Однако это еще не все, братья мои. Понимаете, полет с исключительно статической нагрузкой - мечта, причем несбыточная, каждого авиаконструктора-прочниста. Дело в том, что крыло обтекается под разными углами, с концов крыла и его задней кромки, а при срыве потока - и с поверхности - срываются вихри, которые создают знакопеременные повторяющиеся нагрузки. Крыло под действием этих сил раскачивает, дергает (флаттер), крутит в продольном и поперечном направлении. Так вот, в крыльях с работающей обшивкой именно обшивка принимает на себя диагональные усилия, понимаете? А в конструкции доблестных инженеров обшивка не несет, и потому требуется дополнительный диагональный набор для перевязки лонжеронов. Более того, усилия по крутке крыла, например - воспринимаются нормальным крылом по всей его поверхности, здесь же - они концентрируются на относительно небольшом геометрически участке лонжеронов. Вспоминаем правило рычага и рыдаем от восторга...

Теперь поговорим об аэродинамике.

Существует ламинарное обтекание и турбулентное обтекание. Крыло дозвукового аппарата построено исходя из того, что оно будет работать в разных условиях. На взлете и посадке ламинарное обтекание нарушается большим углом атаки, из-за чего происходит срыв потока, падение несущих свойств крыла и катастрофа. Для того, чтобы этого не происходило, на крыло устанавливаются турбулизаторы.



Видите эти ряды черных "полосок" на верхней кромке крыла? Это турбулизаторы. Их назначение - "ломать" воздушный поток, превращая его из ламинарного в турбулентный, что не даст самолету упасть, если он попадет в сраный порыв ветра, из-за срыва потка и потери подъемной силы.

В современной авиации поток специально переводится из ламинарного в турбулизированный, с помощью турбулизаторов, формирующих микровихри. Потому что одно дело, когда вы знаете, где и как формируется эта самая турбулентность, и делаете крыло исходя из этого, и оно работает в широком диапазоне условий, и совсем другое дело - когда на ламинарном крыле в самый неожиданный момент происходит срыв, причем точка срыва заранее неизвестна, и что с этим гавном делать - вам ни один аэродинамик не скажет. Точнее скажет, но вам это не понравится.

Даже на планерах, то есть на свободно парящих аппаратах с минимальной нагрузкой на крыло и максимальным аэродинамическим качеством - ставят турбулизаторы.

Потому что авиаторам жить охота, понимаете?

За счет небольшого уменьшения аэродинамического качества мы, практически без потери массы, получаем крыло, работающее уверенно и предсказуемо в широком диапазоне условий полета.

В конструкции долбоё инженеров из МИТ и НАСА упор сделан на сохранение ламинарного обтекания до последнего.

И вот тут мы плавно переходим к вопросам аэродинамического сопротивления.

Ламинарный поток создает наименьшее воздушное сопротивление. Согласен. Однако ламинарное обтекание требует идеальной полировки обшивки. Некачественная покраска отечественных истребителей в годы войны (все же мобилизационное производство) снижала максимальую скорость на 10-20 километров в час. Отсюда следует вывод - после каждого вылета ихний чудо-пепелац придется полировать пастой ГОИ до посинения. Более того, из-за царапин на поверхности такого ламинарного крыла будут создаваться точки формирования микровихрей, из-за чего его аэродинамические качества будут непредсказуемы. Микровихри будут создаваться в непредсказуемых местах с непредсказуемой вероятностью. Надежность несущих свойств такого крыла будет настолько низкой, что я в такой аппарат тупо не сяду.

Во многих современных коммерческих лайнерах ниши шасси не закрываются щитками, ребята. Вот летит Боинг, у него с земли видать главные стойки шасси. Прямо на корпусе самолета есть "дырки", в которые в полете поддувает, и из которых фигачит, и это возмущает поток. Почему не заделать? Потому что в реальных условиях даже такое возмущение потока некритично, ибо самолет изначально создавался под турбулентное обтекание. И в этом турбулентном обтекании он ведет себя предсказуемо, он работает аэродинамически нормально в широком диапазоне возмущения воздушных потоков, он может за счет выпуска и уборки закрылков в широком диапазоне менять свое аэродинамическое качество, подъемную силу, скорость полета, что позволяет ему взлетать и садиться с большими углами атаки на любой полосе достаточной длины и качества. Даже при полете в СМУ, когда на обтекание самолета воздухом влияют атмосферные вихри - он нормально летит.

А чудо-инженеры создали тяжелое склонное к флаттеру крыло, работающее только в узком диапазоне углов атаки в невозмущенном потоке, и неспособное к взлету и посадке на обычные полосы, ибо ламинарный характер обтекания подразумевает определенный скоростной режим, а скоростной режим современного крыла в авиации отличается в пять раз - от 200 км/ч у полосы до 1000 км/ч на эшелоне.

Ну то есть эта разработка - какашка ни о чем.

Авторы разработки говорят, что ее можно использовать для создания беспилотников. Но ребята - это может быть только небольшой беспилотник, стоящий, как Спейс Шаттл. Потому что есть закон квадрата-куба, и относительная масса конструкции с ростом размерений очень быстро переведет такое крыло из разряда детали летательного аппарата в разряд анимированной инсталляции архитектурного плана.

Интересно, сколько миллионов народных американских денег они на эту поебень потратили?

И еще интересно - им не жаль потраченного времени?
Tags: Круть несусветная, Обожемойкакиеидиоты!, Се ля ви..., Тонкое жизненное, Чотаржу
Subscribe

  • Опять двадцать пять...

    Вот только вот тут вот у нас была такая дискуссия. Мысль о влиянии белка на тробмозы я подумал самостоятельно, и она мне понравилась. Следует…

  • Охренеть!

    Прям проморолик "Слуги народа". "Математик" - Арахамия, "Рокер" - это который на самокате катался, "Стерва" - там у нас вообще широкий…

  • Правильная космическая фантастика

promo bigdrum february 17, 2019 22:31 6
Buy for 10 tokens
На мейл-ру пролетела очередная "желтая" новость, коих не счесть. Касательно контактов с инопланетянами. В силу чего, втыкая по причине небольшой эмоциональной раздолбанности, я вот тут вдруг решил взять и откомментировать это дело. Да, ребята! МЫ БУДЕМ ГОВОРИТЬ ОБ НЛО, ПРИШЕЛЬЦАХ…
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 2 comments