Vrikkende vinger på passagerfly er tæt på et gennembrud
more_vert
close

Få de daglige nyheder fra Version2 og Ingeniøren. Læs mere om nyhedsbrevene her.

close
Ved at tilmelde dig accepterer du vores Brugerbetingelser, og du accepterer, at Teknologiens Mediehus og IDA-gruppen lejlighedsvis kan kontakte dig om arrangementer, analyser, nyheder, job og tilbud m.m. via telefon og e-mail. I nyhedsbreve, e-mails fra Teknologiens Mediehus kan der forefindes markedsføring fra samarbejdspartnere.

Vrikkende vinger på passagerfly er tæt på et gennembrud

En Gulfstream III udstyret med fleksible vingekanter bliver nu testet ved Nasas Armstrong Flight Research Center på Edwards Air Force Base i Californien. Illustration: Nasa

Den nyeste udvikling inden for flyvinger har paradoksalt nok hentet inspiration fra verdens første fly, Wright Flyer, konstrueret af de berømte cykelmagere Orville og Wilbur.

Wright Flyer styrede nemlig ved at vride eller bøje vingerne, og de seneste år har Nasa testet lignende teknologier fra blandt andre Boeing, men også fra den amerikanske virksomhed Flexsys, der nu udfører test i det californiske luftrum.

På bagkanten af det mindre passagerfly Gulfstream III har Flexsys, i samarbejde med Nasa, installeret vingeteknologien, som allerede har været testet i et utal af forsøg på jorden.

Ved første øjekast ligner bagkanten helt almindelige flaps eller krængeror, men ser man nøje efter, så er der intet luftrum mellem rorfladerne og vingen. Ifølge Flexsys og andre flyeksperter kan det minimere støjen med op til 40 procent og brændstofforbruget med mellem fem og 12 procent. Det vil ifølge Flexsys øre det muligt at tjene penge på at retrofitte eksisterende fly med den fleksible bagkant allerede efter tre år.

Flexsys er endnu ret fåmælt omkring teknologien og oplyser blot, at hydrauliske aktuatorer skubber og trækker i materialet Flexfoil, som firmaet ikke vil ud med detaljer om. Test på jorden har vist, at flaps med Flexfoil kan modstå tryk på over et ton.

På Gulfstream III bliver stressbelastningerne testet ved at låse flapsene i en bestemt position og gennemføre en hel flyvning med flapsene låst. De bevæger sig altså ikke under flyvningen i de første test, selvom de kan bevæges fra minus 9 grader til plus 40 grader.

Se Flexsys' egen video om teknologien her:

Kulminationen på 30 års udvikling

Flexfoil-materialet blev i starten af 1990'erne opfundet af Sridhar Kota, professor i mekanisk ingeniørvidenskab ved University of Michigan. Han grundlagde siden virksomheden Flexsys. Dengang arbejdede han med Mems-teknologier (Mikro Elektro-Mekaniske Systemer) og udviklede en optisk kontakt til telekommunikationssystemer, hvor han havde brug for et meget tyndt materiale, der kunne bøje sig og klare en stor belastning.

Sridhar Kota fandt svaret i form af et materiale, der virkede bedre end et hængsel. Han begyndte allerede i 1994 at arbejde på ideen om en fleksibel vinge og kontaktede det amerikanske luftvåbens forskningslaboratorium. Opkaldet førte til et øjeblikkeligt samarbejde, der blev til et utal af test i vindtunneler og testflyvninger med materialet på Scaled Composites White Knight Two, der normalt bruges til at løfte rumflyene SpaceShipOne/Two op i høje luftlag.

På White Knight blev flapsene kun testet med vinkler på mellem minus 10 og plus 10 grader, og blev dermed ikke udsat for store belastninger. Men det bliver de nu på Gulfstream III.

Hornet havde stor succes med elastiske vinger

Jagten på fleksible vinger i stedet for flaps og krængeror har været i gang længe, og helt tilbage i 1980’erne fløj en F-111 Aardvark med en fleksibel bagkant, den såkaldte 'Mission Adaptive Wing', udviklet af forskere på Air Force Flight Dynamics Laboratory i USA. Vingen virkede over al forventning, men teknologien var for tung i form af gearbokse og samlinger og for krævende at vedligeholde, skriver SciTech.

I slutningen af 1990’erne prøvede Northrop Grummans ingeniører at bruge piezoelektriske motorer til at bøje bagkanten af vinger ved at tilføre strøm til et materiale. Men alt for mange motorer var nødvendige til at vinkle vingen tilstrækkeligt til, at teknologien var brugbar.

Den største succes med fleksible vinger til dato er et samarbejde mellem Boeing og Nasa, der de seneste år har fløjet en F/A-18 Hornet med et system kaldet 'Active Aerolastic Wing', hvor et kompositmateriale bliver vredet op til fem grader. På Hornet-flyet er det både forkanten og bagkanten, der kan vinkles, og flyet har fløjet 50 testflyvninger med systemet i hastigheder op til mach 1,2, skriver Nasa.

Testene viste, at de fleksible for- og bagkanter kunne krænge flyet svarende til mellem 15 og 20 procent af, hvad almindelige rorflader kunne. Men Boeings ingeniører var nødt til at bygge Hornet-flyets vinger om, så de blev mere stive, da de fleksible kanter ellers fik vingerne til at vride sig for meget.

Læs også: Nasa afprøver fremtidens flyvinger

Hornet-flyet blev – med andre ord – i lille skala udsat for, hvad de første Spitfire-piloter oplevede, nemlig at flyet simpelthen krængede den modsatte vej af, hvad piloterne styrede under høje hastigheder (især i dykmanøvrer), fordi vingerne vred sig voldsomt. Også Spitfire-vingerne blev gjort mere stive.

Næste skridt for Boeing og Flexsys er nu et samarbejde, hvor de planlægger at retrofitte et stort militærfly, KC-135 Stratotanker, med Flexfoil-flaps.

sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

Jeg troede lige der var tale om fleksible flaps, som gav vingen mere opdrift ved lave hastigheder og som automatisk fladede ud ved højere hastigheder - man har set det virke i F1, men der er det bare ulovligt at bruge :)

  • 0
  • 0

@Flemming Rasmussen

Den type flaps du tænker på som øger vingens areal, hedder Fowler Flaps eller Double-Slotted Fowler Flaps.

Formålet med konstruktionen af Double-Slotted Fowler Flaps, er ud over at forøge vingens areal (ved at øge korden) og vingens krumning, også at tilføre luften på oversiden af flappen så meget energi som muligt. På denne måde undgår man at luften (luftstrømmen) separerer fra overside af flappen og reducerer opdriften.

Dette gøres ved at have slots (mellemrum) mellem vinge/flap og flap/flap hvor luft passerer fra undersiden af vingen/flapen og blandes med luften på oversiden. Samme effekt går man efter ved flaps af typen "Slotted Flap" hvor man dog ikke opnår en forøgelse af korden men kun en forøgelse af krumningen. Korden bliver faktisk mindre når denne type flaps udfældes.

Da disse typer er afhængige af at luften netop skal kunne strømme fra undersiden til overside, så vil en glat og spaltefri overflade modstride med ideen bag dem.

Linket nedenfor forklarer lidt om flap typer:

http://en.wikipedia.org/wiki/Flap_(aeronau...

PS. Korden er afstanden mellem forkanten af vingens profil til bagkanten målt parrallet med kroppens længdeakse (næse til hale). På pileformede vinger er korden større ved vingeroden end ved tipperne.

  • 4
  • 0

Tænk da jeg jeg læste overskriften troede jeg det handlede om et opdaget udmattelsesbrud på et fly. En vinge som havde 'vrikket' så meget at den var ved at brække af.
Hvad forstår elektroingeniører sig på fly-vinger. Hi hi

God jul til alle.

  • 1
  • 0

Vrikkende vinger er nok afledt af Wing warping. -men i min helt almindelige verden er noget der vrikker et ikke kontrolleret fenomen.

Synes nu også på videoen at det mere ligner at det "bare er" materiale der er spændt ud over "hullet" imellem rorflade og vingen. Det brødrene Wright havde gang i var vridning af selve vingen, for på bedste måde at gøre som fuglene. -men der er nok læge til den dag hvor vi har muligheden for at ændre på vingens profil, ud igennem hele vingens længde, og selvfølgelig med et stærkt men fleksibelt overflade materiale.

Men spændene er det, og det gavner altid at minimere brudte overflader på et fly.

  • 1
  • 0

Man kan vrikke en åre, men vrikker man en vinge så må det menes at man basker med vingerne! "Warping" betyder man ændrer opdriften ved at justere krumningen på vingen.

I øvrigt var det Otto Lilienthals idëer som brødrene Wright var inspireret af og videreudviklede!

  • 2
  • 0
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten