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NASA impulsiona novo design de asa para encontrar limites estruturais
Pesquisadores da NASA recentemente submeteram um novo design de asa, parecendo longo e fino com um design estrutural leve, através de uma série de testes exaustivos para encontrar seus limites estruturais. O que descobriram deixou-os encorajados quanto ao potencial da ala, mesmo quando a levaram para além dos limites pretendidos.
O artigo de teste Structural Wing Experiment Evaluating Truss-bracing (SWEET-15) de 15 pés faz parte da pesquisa da NASA para desenvolver futuras aeronaves ultraeficientes. O projeto incorpora uma asa longa apoiada por um suporte aerodinâmico, baseado no conceito anterior de Transonic Truss-Braced Wing da NASA.
A equipe de pesquisa está trabalhando para entender se o projeto do SWEET-15 e seus novos projetos estruturais leves poderiam ajudar os aviões comerciais a economizar combustível. Mas primeiro, eles precisam entender como ele se comporta sob os tipos de força que as asas experimentam em vôo.
O projeto SWEET-15 originou-se da combinação de cinco diferentes tecnologias avançadas de fabricação e montagem de compósitos que possibilitaram o novo projeto estrutural. O artigo de teste de 15 pés de comprimento foi então projetado e fabricado no Langley Research Center da NASA em Hampton, Virgínia, antes de viajar para o Armstrong Flight Research Center da NASA em Edwards, Califórnia, para testes.
Ao longo de vários meses, os engenheiros da NASA dobraram intencionalmente a asa de teste no Laboratório de Cargas de Voo da NASA Armstrong. Numerosos sensores de deformação e carga, incluindo sensores de deformação de fibra óptica, foram colocados em toda a estrutura para rastrear como a asa respondia à medida que as forças aumentavam.
Os dados dos sensores confirmaram as previsões feitas pelos modelos computacionais da NASA. De acordo com as descobertas iniciais, a asa resistiu às forças previstas em voo sem problemas. Os resultados proporcionaram à equipe confiança nas novas abordagens de fabricação e métodos para conectar peças de asa usadas no SWEET-15, que poderiam apoiar futuros projetos de aeronaves eficientes. A abordagem de fabricação, desenvolvida na NASA Langley, usou o Montagem Estrutural Integrada de Compósitos Avançados robô, visa produzir estruturas compostas mais leves e resistentes para veículos aeroespaciais.
O teste foi concluído com um teste deliberado até a falha, onde os engenheiros aumentaram as cargas além dos limites de projeto da asa para determinar como e onde ela falharia. A estrutura finalmente falhou em cerca de 127% de sua carga limite de projeto, com danos visíveis aparecendo perto da borda traseira da asa e na cobertura superior da asa. Este elemento de teste forneceu informações valiosas sobre como as juntas que conectam a asa ao seu suporte principal e um suporte secundário, chamado de suporte do júri, se comportam sob forças além do envelope de voo esperado.
Isto marca a primeira vez que uma configuração representativa de asa com treliça composta foi submetida a este tipo de avaliação estrutural. Isso só foi possível graças à colaboração da NASA entre centros e projetos, com pesquisadores utilizando recursos de agências como o Sistema de detecção de fibra óptica desenvolvido para coletar dados sobre aeronaves e espaçonaves.
Para se preparar para os testes, os engenheiros da NASA Langley projetaram, analisaram e fabricaram a asa e concluíram os preparativos de segurança e a configuração do laboratório.
Os pesquisadores irão agora analisar os dados coletados durante os testes para informar futuros projetos de fuselagem e apoiar os esforços contínuos da NASA para desenvolver tecnologias de aviação mais eficientes.
O trabalho está sendo conduzido por meio do projeto Subsonic Flight Demonstrator da NASA na Diretoria de Missão de Tecnologia de Pesquisa da agência. O teste bem-sucedido de vários componentes inovadores marca um marco na pesquisa aeronáutica da NASA.
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