Dirbtinis intelektas ir aerodinamika susijungė: lėktuvai prisitaikys prie turbulencijos realiu laiku
Vokietijos inžinieriai balandžio pradžioje atliko bandymus su eksperimentiniais sparnais, kurie skrydžio metu gali keisti savo formą. Tikslas – realiuoju laiku prisitaikyti prie turbulencijos ir kintančių oro sąlygų, taip didinant skrydžio saugumą.
Sistemą, pavadintą HyTEM, sukūrė Vokietijos aeronautikos ir kosmoso tyrimų centras DLR. Bandymų metu ji buvo integruota į eksperimentinį bepilotį orlaivį PROTEUS, kuriame buvo vertinamas sprendimo stabilumas ir valdymo tikslumas.
Kaip veikia formą keičiantys sparnai
DLR teigimu, HyTEM sparnai geba aptikti lokalius oro srauto sutrikimus, juos interpretuoti ir atitinkamai koreguoti savo geometriją. Svarbiausia, kad aptikimas, sprendimų priėmimas ir fizinė reakcija yra sujungti į vieną grandinę ir vyksta realiuoju laiku.
Sparnai pagaminti iš specialių pluoštu armuotų kompozitų, o jų galinė briauna yra elastinga, todėl gali sklandžiai deformuotis skrydžio metu. Tokia konstrukcija leidžia mažinti staigius apkrovų šuolius, kurie ypač aktualūs turbulencijos zonose.
DLR nurodo, kad prisitaikanti aerodinamika potencialiai gali ne tik padidinti saugumą, bet ir prisidėti prie mažesnių degalų sąnaudų. Aviacijoje net nedideli efektyvumo pagerinimai yra reikšmingi, nes oro linijų išlaidos ir emisijos tiesiogiai priklauso nuo degalų sunaudojimo.
DI pagalba ir atsparumas gedimams
Už HyTEM veikimą atsako skrydžio valdymo sistema, kurią papildo DI metodai. Tokia architektūra leidžia atlikti sudėtingus sparno judesius ir nuolat derinti valdymą prie realių sąlygų, kai orlaivio elgsena pradeda skirtis nuo prognozuojamos.
Kuriant sistemą buvo modeliuojami avariniai scenarijai, kad sprendimas išmoktų išlaikyti stabilumą net ir dalinai pažeidus sparno struktūrą. Taip pat sukurta metodika, leidžianti iš nedidelio jutiklių skaičiaus greitai atkurti slėgio pasiskirstymą sparno paviršiuje ir gauti beveik momentinį aerodinaminės būklės vaizdą.
Kada tai gali pasirodyti didesniuose lėktuvuose?
Vietoje tradicinių sklendžių HyTEM naudoja kelis mažus aktuatorius, kurie leidžia tiksliai keisti sparno profilį dešimtyje taškų. Tai daroma taip, kad tarp sekcijų neatsirastų plyšių, todėl visas sparnas veikia kaip vientisas prisitaikantis paviršius.
Bandymų rezultatai, pasak DLR, patvirtino, kad HyTEM yra tinkamas skrydžiui ir gali pereiti į kitą tyrimų etapą. Kitas žingsnis – sprendimą pritaikyti didesniems orlaiviams, įskaitant pilotuojamus, kur reikalavimai patikimumui, sertifikavimui ir gedimų tolerancijai yra gerokai griežtesni.
Formą keičiantys sparnai laikomi viena perspektyviausių krypčių ieškant efektyvesnių ir tylesnių aerodinaminių sprendimų, ypač augant spaudimui aviacijai mažinti emisijas. Vis dėlto iki komercinio pritaikymo tokioms technologijoms paprastai prireikia ilgo bandymų, patikros ir sertifikavimo proceso.
