I ricercatori della NASA hanno recentemente introdotto un nuovo design dell’ala, che sembra essere lunga e sottile con un design strutturale leggero, attraverso una serie di test di cui è difficile trovare parametri strutturali. Ciò che hanno trovato li ha ispirati dalle capacità dell’unità, anche se l’hanno spinta oltre i limiti previsti.
L’articolo di prova SWEET-15 (Structural Wing Evaluating Truss-bracing) da 15 piedi fa parte della ricerca della NASA per sviluppare un futuro velivolo ad alte prestazioni. Il design include una lunga ala supportata da un puntone aerodinamico, basata sul precedente concetto di ala transonica con rinforzo a traliccio della NASA.
Il gruppo di ricerca sta lavorando per capire se il design dello SWEET-15 e i suoi nuovi design leggeri possono aiutare le compagnie aeree commerciali a risparmiare carburante. Ma prima devono capire come si comporta sotto le ali del potere dell’esperienza in volo.
La progettazione dello SWEET-15 è stata avviata combinando cinque diverse tecnologie composite avanzate che hanno consentito un nuovo design strutturale. La sonda alta 15 piedi è stata quindi progettata e prodotta presso il Langley Research Center della NASA a Hampton, in Virginia, prima di essere trasferita all’Armstrong Flight Research Center della NASA a Edwards, in California, per i test.
Nel giro di pochi mesi, gli ingegneri della NASA piegarono deliberatamente l’ala di prova presso il Flight Loads Laboratory della NASA Armstrong. Numerosi sensori diagnostici e di carico, compresi i sensori di deformazione in fibra ottica, sono posizionati in tutta la struttura per monitorare la risposta dell’ala all’aumento delle forze.
I dati provenienti dai sensori hanno confermato le previsioni fatte dai modelli computerizzati della NASA. Secondo i primi risultati, l’ala è stata in grado di resistere senza problemi alle forze previste dall’aereo. I risultati hanno dato al team fiducia nei nuovi metodi di produzione e nei metodi di connessione per i componenti delle ali utilizzati nello SWEET-15, che potrebbero supportare futuri progetti di velivoli ad alte prestazioni. Il metodo di produzione, sviluppato presso la NASA Langley utilizzando il robot Integrated Structure of Advanced Composites, mira a produrre strutture composite leggere e resistenti per i veicoli spaziali.
I test si sono conclusi con un test di cedimento deliberato, in cui gli ingegneri hanno aumentato i carichi oltre i limiti di progettazione dell’ala per determinare come e dove avrebbe ceduto. Alla fine la struttura cedette a circa il 127% del carico limite di progettazione, con danni visibili che si verificarono vicino al bordo d’uscita dell’ala e alla copertura alare superiore. Questa parte del test ha fornito informazioni importanti su come i giunti che collegano l’ala ai montanti principali e secondari, chiamati montanti della giuria, si comportano sotto forze oltre l’inviluppo di volo previsto.
Ciò segna la prima volta che una configurazione di ala composita con rinforzo reticolare è stata sottoposta a questo tipo di test strutturale. Ciò è stato reso possibile solo grazie alla collaborazione della NASA tra istituzioni e progetti, con i ricercatori che utilizzano risorse dell’agenzia come il sistema di rilevamento in fibra ottica sviluppato per raccogliere dati sia da aerei che da veicoli spaziali.
Per prepararsi al test, gli ingegneri della NASA Langley hanno progettato, analizzato e prodotto l’ala e hanno completato i preparativi per la sicurezza e l’allestimento del laboratorio.
I ricercatori ora analizzeranno i dati raccolti durante il test per informare i futuri progetti della cellula e supportare gli sforzi in corso della NASA per sviluppare una tecnologia aeronautica più efficiente.
Il lavoro è stato svolto attraverso il progetto Subsonic Flight Demonstrator della NASA nella Divisione di ricerca sulla tecnologia di missione dell’Agenzia. Il successo dei test di molte invenzioni segna una pietra miliare nella ricerca aeronautica della NASA.
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