/transport

Nasa sætter penge i udvikling af 'magisk hud' til fly

En slags magisk hud til fremtidens fly skal udvikles af flyproducenten Cessna og General Electric for at få vægten i bund. Det nye materiale kan også være lyddæmpende og lynbeskyttende.

Af Mie Stage, lørdag 13. aug 2011 kl. 13:00

Da Nasa sidste år kiggede frem mod 2035 for at finde ideer til fremtidens sikre og brændstofvenlige fly, var et af punkterne i den 422 sider lange rapport: Brug materialer, der får flyets tomvægt 33 procent ned.

Nu er rumorganisationen gået skridtet videre ved at give 85 mio. kr. til fire projekter, som blandt andet skal se på det med vægten. Et af de projekter vil blive udført af selskabet Cessna (kendt for produktion af små en-motorers fly), som sammen med General Electric skal lave en slags cover til fly, som beskytter mod lyn, elektromagnetisk interferens og barske temperaturer.

Samtidig skal materialet lynhurtigt og nemt monitorere, om der er kommet skader på flyet, som der skal ses på med det samme, eller om det ikke er så slemt.

Ved at lave 'hylsteret' som én enhed i stedet for en masse dele og lag, skulle der gerne kunne spares en del kilo på vægten – med en solid brændstofbesparelse til følge.

Energiabsorberende skum og ledende film

Endnu står det ikke klart, præcis hvad dette materiale skal bestå af, og i hvor høj grad det kommer til at læne sig op ad Nasas N+3-rapport fra 2010, som skuer tre generationer af fly frem. Men både Cessna og GE Aviation var blandt hovedforfatterne på rapporten om fremtidens fly.

I rapporten skriver forfatterne om energiabsorberende skum og ledende film, som bliver placeret helt yderst på flyet, hvor f.eks. det lydabsorberende skummateriale i dag bliver placeret under de andre beskyttende lag.

Alene 22 procents vægt mener organisationen, man vil kunne spare ved at kigge nærmere på coating-materialer mod lyn og elektromagnetisk interferens samt denne ekstra 'hud', som både kan monitorere flyets tilstand, og hvor der også let kan integreres isbeskyttelse, luftkanaler og antenner.

Samtidig ville den ekstra hud også kunne laves med en effektiv integreret lyddæmper og senere hen måske med integreret lynbeskyttelse, står der i rapporten.

De resterende 11 procent skal komme fra en almindelig teknisk udvikling af f.eks. elektroniske komponenter, der bliver mindre. Nasas scenarie lyder på, at et sådant cover formentlig vil veje omkring 168 kilo i alt, men kan spare 264 kilo af den vægt, der ellers bliver brugt til beskyttende foranstaltninger.



13. aug 2011 kl 14:16

avatar

Rune Eilertsen

Dårlig forklaring

Ja.. lad os få en hud som letter vægten til flyene. for at træde over den nuværende krop (i et stykke endda.. :-) ).. Er det sådan en anti gravity hud ? :-)
Så vidt mig bekendt kan man ikke træde moget som helst over en eksisterende konstruktion, og samtidige lette vægten.. Det virker som man skriver om noget man overhoved ikke ved noget om...

Det er jo klart for de fleste at skal du lette vægten på en flyver (cessna), så skal ramme og skin ærstattes med dette nye materiale, som jeg efter bedste forståelse , ved at læse mellem linjerne, må være en sandwich materiale med skumfyld, som helt unødiggør en indre ramme. (eller integrerer ramme i samme materiale, som selvbærende karosseri på bilerne)
Materialet skal være ledende for at beskytte mod lyn. (nok blot indvævende fiber i en form for carbon materiale, hvori det er andre tråde som udgør sensorer, antenner etc.)


13. aug 2011 kl 17:51

Carsten Scherrebeck Møller

Komposit intelligent

Hud og andre lag er en tale om en intelligent sammensætning af mange vidt forskellige materialer, der i tæt forbindelse med hinanden kan kaldes for en integration imellem "hud" og "skelet" og "nervesystem". Konceptet er en række af dominobrikker der i den sidste ende vælter de værdifulde point, cirka således:

Nogle lag skal danne styrke, som er normalt, andre skal give en lav gnidningsmodstand imod luften, som er normalt, men nogle lag skal desuden danne en indre dæmpning i kompositten, fordi hurtige udvendige luftstrømme danner turbulens, der forøger gnidningsmodstanden, hvis skroget i et fly får lov til at ryste. En dæmpning vil derfor alt andet lige medføre en mindre gnidningsmodstand imod luften, som vil føre til et lavere forbrug af brændstof, alt andet lige. Desuden vil dæmpningen også være til fordel for passagerer og piloter, som kan medføre et mindre behov for lyddæmpning i flyets interiør, som kan føre til en større netto-volumen af nytte i en flyvemaskine, og mindre vægt. Hemmeligheden, tricket, er at integrere den udvendige og den indvendige dæmpning, som ikke er tilfældet i dag, meget synligt, at alt i et fly hopper og danser med groteske bevægelser, så meget at låger springer op og tasker vælter ned på gulvet, når et fly skal i luften. Et sikkert tegn på, at nutidens fly er meget dårligt designet. Årsagen bag stupiditeten er gamle dages monopoler for flyveselskaber, de skovlede penge ind og affyrede det på kaviar og champagner og luksusferier til piloter og kabinepersonale og meget værre endnu derhjemme i hovedsæderne. Den tid er forbi, derfor er gamle hjerner i gamle flyfabrikker langt om længe begyndt at tænke, og vil måske begynde at ændre adfærd om cirka hundrede år. (slut på sarkasme)


13. aug 2011 kl 18:08

Bjarke Mønnike

Carsten ?

Hvad er dit ærinde med dit indlæg?

Hvor er det lige at du har en spidskompetance til at utale dig således:

"Et sikkert tegn på, at nutidens fly er meget dårligt designet".






13. aug 2011 kl 21:00

Carsten Scherrebeck Møller

Re: Carsten ?

Hvor er det lige at du har en spidskompetance

Hej Bjarke, jeg er jo altid ude med riven, efter flyvebranchen. Et fly opnår den mindste luftmodstand når de ydre flader er i ro, det modsatte af et fly der ryster så voldsomt at man nærmest får sig en høreskade i flyets indre. Artiklen over denne tråd beskriver i procenter, hvad eksperter mener at der er at hente, som er store tal. Jeg nævnte et eksempel, at når man ser låger springe op i en kabine, at rystelserne er så voldsomme, så kan man direkte beregne den energi der forsvinder i form af disse rystelser, som er en enorm energimængde, hele flyet inkluderet. Det behøver du ingen spidskompetance til at indse, Bjarke, du behøver kun din fysikundervisning fra folkeskolen. Samtidig, på grund af rystelser og larm, giver det passagerer en meget dårlig oplevelse, og flyets designere har behøvet at anbringe lyddæmpende ekstra materialer, som er tåbeligt design. Selvfølgelig er det selve skroget der skal indeholde de rigtige egenskaber, og det ved enhver der fx har stået meget på ski, som heller ikke er nogen særlig spidskompetence. Alpine ski, der er veldæmpede, kan køre hurtigere ned ad en bakke, end dårligt dæmpede ski, alt andet lige, simple iagttagelser, vigtige at forstå i mange arter af designopgaver, fx når nogen designer en vandhane, eller en flyvemaskine.


13. aug 2011 kl 22:17

Djamal Boussaa

Enig med Rune...

Til eksempel kan det naevnes at et "protective scheme" (primer+undercoat+top coat) paa en B747/A340 vejer 200-250 kg. Saa der er ikke mange vaegt% at spare her.

Ser man paa illustrationen (current vs. new) saa er der ikke sparet mange "lag". I oevrigt vejer eksisterende soundproofing materialer heller ikke meget...


14. aug 2011 kl 11:35

avatar

Thomas Krøyer

Kendt for produktion af små en-motorers

Et af de projekter vil blive udført af selskabet Cessna (kendt for produktion af små en-motorers fly)???

Cessna er kendt for at også at fremstille andet ind de små 150'er og 172er som f.eks Citation familien af to motors jet fly....

http://www.cessna.com/


14. aug 2011 kl 13:21

Bjarke Mønnike

Jeg kan så konkludere Carsten....

.......at hvis du konstruerede et fly så var der to muligheder....enten blev det for tungt til at lettet fra jorden eller også ville det være for dyrt at flyve med:o)


14. aug 2011 kl 18:18

Carsten Scherrebeck Møller

Re: Jeg kan så konkludere Carsten....

.......at hvis du konstruerede et fly så var der to muligheder....enten blev det for tungt til at lettet fra jorden eller også ville det være for dyrt at flyve med:o)

Jeg gør ofte en iagttagelse, endnu et eksempel: Når jeg skal på indkøb, kører jeg med fuld fart nedad igennem en park på en sti der især består af små klumper af en løsagtig asfaltbelægning, temmelig dårligt grus. Min moutainbike er falsk, den ligner en sportscykel, men den er med luksus i form af skærme og diverse, og de dirrer voldsomt fra side til side, mens jeg lader tyngdekraften blæse mig ned ad stien. Når jeg gør et trick mens jeg cykler, en særlig vridning af cyklen, så forhindres disse rystelser, og så stiger farten markant. Årsagen er, at der i rystelserne forsvinder en voldsom mængde af energi, stjålet, direkte omsat til en nedsat fart. Man kan afprøve det selv, ved at stå af cyklen og ruske den i luften, at det er voldtom med kraft der skal til, for at danne rystelserne.

- Du har ret i, Bjarke, at man kan dæmpe på rystelser med soliditet der er tungt, som kan forhindre en flyvemaskine i at opnå en god økonomi, men, man kan også lade være, i stedet designe en komposit og en struktur, der forhindrer rystelser, det handler om analyser og justeringer, indtil en konstruktion selvdæmper. Et sportsfly, der slet ikke ryster, kan flyve væsentligt hurtigere, end ellers.

Sammenligning: Jeg har ofte betragtet et passagerfly indefra, dets meget lange rør og indhold af sæder og passagerer, mens flyet bevæger sig igennem luften, fordi, jeg sidder aldrig i et fly, jeg hader stolene, jeg har altid stået op og vandret i alle timer over Atlanten, derfor mine mange analyser for at få min tid til at gå. Der er vibrationer, en intens støj, slet ikke kun fra dyser, det er et sus af vindstøj der forplanter sig i flyet, et energitab og en samtidig meget dårlig oplevelse, som betyder et prispres på billetter, fordi mange hader dårlige oplevelser. Når en flyvemaskine skal starte, da er det ikke kun vibrationer, det er voldsomme rystelser visse steder i maskinen, som koster måske et helt ton af ekstra brændstof, og som skaber angst i passagerer, når de oplever at bagage vælter ud af loftskabe, med på gulvet. De usle design skaber dårlige oplevelser og dårlig økonom, som tilsammen smadrer flyvebrancens evner til at indtjene.

Jeg har en kontrast, at jeg oplevede i USA at flyve tilfældigt med en testmaskine med ægte passagerer ombord, hvor alt var optimeret, også helt andre meget usædvanlige måder at servere mad, det var så anderledes, alt sammen, at jeg var i tvivl, om jeg var i live. Man kan altså rent faktisk skabe en perfekt god flyveoplevelse i form af tekniske løsninger og deres måder at blive anvendt, men, åbenbart, kniber det med at udbrede et sådant sjældent spydspidsprojekt, af måske alverdens grunde, mit gæt peger på især dovenskab i flyveselskabers ledelser, og i ditto hos flyfabrikanter, fordi flyvningens historie har været ufattligt lukrativ indtil for forholdsvis nyligt. Det har jeg et personligt kendskab til, at når erhvervsselskaber indtjener fedt, da er topledelserne kun fokuseret på at more sig, så meget at de nægter at tillade et tempo af nyudvikling, fordi det kræver at de skal tænke intenst, som deres problemer med druk får dem til at nægte at ville. Ingeniører og andre myrer, langt nede i pyramider, får derfor ikke lov til at indarbejde nytænkning i integrerede løsninger med samtlige andre afdelingers ønsker. Som forklarer, at typiske flyvemaskiner til civilt brug, er misfostre af sammenklattede separate løsninger. Tilladt, fordi økonomien i fortiden kunne bære, det kniber det med efterhånden.


15. aug 2011 kl 00:43

Thomas Pedersen

Se Figur 2...

Som viser, at ikke blot bliver vægtykkelsen mindre ved det nye koncept, men den bærende struktur holdes på indersiden af isoleringen. Det betyder den er varm, og dermed ikke udsat for korrosion og termospændinger i samme grad.

I den nye variant er der ingen metal-bro fra indre til ydre struktur, hvilket burde være med til at reducere støjtransmission betydeligt.

Som en yderligere fordel bliver alle nittehuller fuldstændigt dækket af det her skum, så luftstrømmen kan holdes laminar over en større del af overfladen.


15. aug 2011 kl 09:03

Djamal Boussaa

Repairability?

Kunne godt taenke mig at vide hvordan man havde taenkt sig at reparere dette ydre lag i tilfaelde af skader (bird strike eller kollision med ground equipment).

Med "konventionel" struktur er dette allerede en kritisk situation for kommercielle operatoerer. Men man kan sagtens forestille sig at "turnaround" tiden vil blive betydeligt laengere, hvis det foerst er noedvendigt at skulle fjerne det ydre lag, da det jo er en enhed.

Hvis ideen er at man skal kunne udfoere en lokal reparation (in situ) paa denne enhed, saa vil man jo med dette lapvaerk introducere lokale forstyrrelser (med forhoejet luftmodstand og reduceret styrke), og foer eller siden er man vel tilbage hvor man startede...


Ny i debatten? Opret en brugerkonto

  • Seneste nyt
  • Mest læste
  • Topdebat
Populært på Facebook
 

Nyhedsbrev

Tilmeld dig vores nyhedsbrev.