Крыло самолёта – один и важнейших элементов конструкции летательного аппарата, характеристики которого обеспечивает определённую степень подъёмной аэродинамической силы. Геометрия крыла может отличаться в зависимости от задач, на которые рассчитан конкретный самолёт, но с зари авиации до наших дней крылья разнообразных летательных аппаратов объединяет то, что традиционно все они относительно толстые, мощные и стабильные. Американские специалисты создали концептуально новую конструкцию крыла, способную на ходу адаптироваться под различные погодные условия и режимы полёта.
Над созданием уникального крыла работала команда учёных из NASA и Массачусетского технологического института. По задумке экспертов, крылья представляют собой не монолитную структуру, а своеобразный пазл из тысяч секций. Вместе они действуют подобно крыльям птицы: модули ведут себя как отдельные элементы птичьего крыла, которые отвечают за изменение площади и угла атаки. Для поддержания крейсерской скорости крупная птица, например, калифорнийский кондор, будет держать крылья максимально жёстко и статично при помощи механизма закрепления суставов, а при совершении более агрессивного манёвра она освободит суставы, чтобы сделать крылья более подвижными.
Модули для крыла изготавливают из армированного волокном полиэфиримида, который под давлением заливают в специальные пресс-формы. Полиэфимирид – это аморфный термопластичный материал: чрезвычайно лёгкий и прочный. Сборка этих секций в одно целое – экспериментальное крыло с размахом 4 метра – происходила вручную, однако в будущем этом процесс можно автоматизировать с помощью команды роботов. В собранном виде система программируется таким образом, чтобы автоматически реагировать на изменения аэродинамической нагрузки.
Научный сотрудник исследовательского центра Эймса NASA Кеннет Чун считает, что новый концепт крыла в корне изменит процесс разработки дизайна и строительства летательных аппаратов, сделав его более эффективным и менее трудоёмким. Например, некоторые детали Boeing 787 Dreamliner настолько большие, что для их изготовления нужны специальные формы и печи, размер которых превышает стандартные габариты. То же касается и Airbus A380: для транспортировки деталей к месту сборки нужны ещё более крупные самолёты, предназначенные для перевозки негабаритных грузов, например, Beluga XL.
Для производства и транспортировки огромных пассажирских авиалайнеров необходима масштабная инфраструктура, создание которой повышает расходы на производство в целом, что сказывается на цене готовых самолётов. Применение технологии сверхлёгких модульных конструкций поможет удешевить и упростить производство и транспортировку не только земных, но и космических аппаратов. Ещё одним несомненным плюсом технологии для коммерческой авиации является относительная простота в обслуживании. Модульная структура даёт возможность достаточно быстро заменять отдельные элементы крыла, не затрагивая окружающие его конструкции.
Самым главным препятствием на пути модульных конструкций в коммерческую авиацию является их интеграция в существующую систему технологий. Чтобы внедрить новый концепт даже в столь интенсивно развивающуюся отрасль, нужно совершить настоящий переворот и отказаться от традиционного подхода в авиастроении. Такой шаг возможен только в том случае, если качество эксплуатационных характеристик и экономическая выгода новой технологии гарантированно превосходит параметры традиционных. Несмотря на успех модульных конструкций во время испытаний в аэродинамической трубе, на данном этапе работ создатели инновационных крыльев не могут ничего гарантировать, потому самолёты с гибкими модульными крыльями не скоро появятся в аэропортах.
