1335 подписчиков
Всё, что летает, должно больше летать! Учёные вдохновляются стрекозами для проектирования крыла самолёта.
Крыло самолета является одной из наиболее важных и сложных частей конструкции самолета. Оно должно обеспечивать подъемную силу, а также быть достаточно прочным и жёстким, чтобы выдерживать различные нагрузки во время полета. Исследователи из Школы проектирования Вейцмана Пенсильванского университета решили перепроектировать крыло Боинга 777, используя принципы биомимикрии и черпая вдохновение из крыла стрекозы.
Стрекозы обладают уникальной геометрией поверхности и внутренней структурой жилок на своих крыльях. Исследователи использовали методологию обратных диаграмм Максвелла для анализа геометрической сети жилок крыла стрекозы. Они обнаружили, что толщина соединенных компонентов или элементов имеет важное значение для плоскостного равновесия этой сети. Это означает, что структура крыла стрекозы может быть растянутой или сжатой, и все равно будет эффективно функционировать.
Исследователи разделили геометрию крыла на внутреннюю сосудистую сеть и внешние края, чтобы изучить влияние других компонентов на внутренние структуры крыла стрекозы. Они использовали модель машинного обучения, основанную на диаграммах формы и силы крыла стрекозы, чтобы генерировать структурные сети, точно отражающие реальную геометрию крыла. Этот подход может привести к более эффективной конструкции крыльев самолетов, что приведет к экономии топлива и затрат, а также снижению воздействия авиации на окружающую среду.
Команда исследователей уже провела эксперименты, включив конструкции, вдохновленные стрекозами, в модель крыла самолёта Boeing 777 в масштабе 1:120. Результаты показали, что такая конструкция способствует увеличению жёсткости крыла на 25%, что может привести к созданию более легких и эффективных самолетов.
Они также планируют продолжить исследования, чтобы более глубоко изучить трехмерную структуру крыла стрекозы и усовершенствовать модель машинного обучения для более точного воссоздания искусственных сооружений. В целом, исследование показывает, как принципы биомимикрии могут быть применены в аэрокосмической индустрии для создания более эффективных и экологически чистых самолетов.
1 минута
22 июля 2023