Slim gebruik van een geheugenmetaal maakt een nieuw type vleugel mogelijk dat van vorm kan veranderen.
Als de vleugels van een vliegtuig tijdens de vlucht van vorm kunnen veranderen, wordt het toestel daar efficiënter en beter bestuurbaar van. Dit idee is niet nieuw, maar in de praktijk moeilijk uitvoerbaar. De actuatoren die vormverandering mogelijk maken, worden namelijk aangestuurd door elektromotoren of hydraulische systemen, en die zijn zwaar en nemen relatief veel plaats in. Een projectgroep van NASA, vliegtuigfabrikant Boeing en vliegtuigonderhoudsbedrijf Aera-I Inc. heeft een nieuw type vleugel ontwikkeld met opklapbare uiteinden: de Spanwise Adaptive Wing (SAW).
Gewichtsbesparing
In de SAW stuurt een nieuw ontwikkeld, lichtgewicht geheugenmetaal de actuatoren aan. Dit metaal vervormt wanneer het wordt gekoeld en keert bij verhitting terug naar zijn oorspronkelijke vorm.
De SAW-projectgroep verwerkte dit materiaal in buizen die de actuatoren voor de vleugeluiteinden en de vleugelkleppen bedienen. Bij koeling ontstaat er torsiewerking in de buis, waardoor het vleugeluiteinde of de klep gaat draaien. Bij verhitting draait de buis terug.
Dit systeem kan tot 80 % gewichtsbesparing opleveren in vergelijking met een hydraulisch bedieningssysteem. Bovendien is het veel compacter en makkelijker in een vliegtuigvleugel te verwerken.
Supersonische toestellen
Commerciële lijntoestellen worden door SAW beter bestuurbaar. Daarnaast kunnen de piloten de vleugels tijdens de vlucht aanpassen aan wisselende omstandigheden. Door
de verbeterde aerodynamica en een lager gewicht daalt bovendien het brandstofverbruik.
Ook zijn er voordelen op de grond. Nieuwe, grotere toestellen met lange vleugels kunnen zo makkelijker terecht op bestaande vliegvelden.
Door de vleugeluiteinden naar beneden te vouwen, zouden supersonische toestellen bovendien optimaler gebruik kunnen maken van de luchtgolf, waardoor de weerstand flink omlaag gaat. Dat moet supersonisch vliegen efficiënter maken.
Volwaardige uitvoering
NASA testte onlangs een schaalvliegtuig waarvan de vleugeluiteinden zo vanuit de neutraalstand onder een hoek van 70° omhoog en omlaag kunnen bewegen. Komende zomer staan meer testvluchten gepland.
Door verbeteringen moet het systeem vooral sneller en vloeiender gaan functioneren. Daarnaast werken ingenieurs aan een volwaardige uitvoering van de actuatoren met geheugenmetaal voor toepassing in een Boeing F-18.
Tekst: Paul Schilperoord
Nieuwsbrief
Vond je dit een interessant artikel, abonneer je dan gratis op onze wekelijkse nieuwsbrief.