Újra feltalálta a madarat két repülőmérnök

2010.11.22. 14:22

A madárszerű szárnyakkal és törzzsel nő a felhajtóerő és csökken az üzemanyagfogyasztás. Egy ilyen elvek szerint épített vitorlázógép már sikeresen repült, de sorozatgyártásról még nincs szó.

 

Nagyon furcsán nézne ki egy madárra hasonlító repülő, vagy repülőhöz hasonló madár - vagy mégsem? Egy kaliforniai és dél-afrikai mérnök erre a kérdésre válaszolt, amikor az alapoktól kezdve gondolták újra a repülőgépek már hagyományossá vált "törzs és szárnyak" típusú sárkányszerkezetét. A cél az volt, hogy az így nyert repülőgéptest révén csökkenjen a gépek üzemanyagfogyasztása. (A sárkányszerkezet a repülő váza és külső borítása együtt, de a hajtóművek, műszerek és minden egyéb beépített eszköz nélkül.)

Geoffrey Spedding, a Dél-Kaliforniai Egyetem (USC) és Joachim Huyssen, a dél-afrikai Északnyugati Egyetem (NWU) munkatársa abból indult ki, hogy érdemes még áramvonalasabbá tenni a modern repülőgépek egyébként jól bevált szerkezetét. Kísérletsorozatukban három repülőmodellt használtak. Az első gyakorlatilag csak egy szárnyból állt, a másikon már törzset is alkalmaztak, a harmadikhoz pedig a farokrészt is hozzáépítették.

Forrás :RJ Huyssen/NU, RSA

Így néz ki a madárszerű repülő tervrajza (balról) és a megépült vitorlázó modell

A két mérnök abból indult ki, hogy az ideális repülőgépnek alig van légellenállása. Először a csak szárnyból álló szerkezetet vizsgálták meg aerodinamikai szempontból, majd a lehető legkisebb légellenállást keltő törzzsel ellátott gép következett, és végül a viszonylag kicsi farokrésszel ellátott szerkezet (a farokrész főleg a törzs keltette aerodinamikai zavaró tényezők kiküszöbölésére szolgált).

Spedding és Huyssen szélcsatornában vizsgálta, hogyan áramlik a levegő a gép körül attól függően, hogy a szárnyak, a törzs és a farok egymáshoz viszonyítva milyen szögben áll. A cél az volt, hogy a minél nagyobb felhajtóerőt érjenek el a szárnyakon, mert így a gép nagyobb hasznos teherrel tud felszállni, és egyúttal csökkentsék a légellenállást, ami az üzemanyagtakarékosság szempontjából fontos. Az eredmény egy madárra emlékeztető forma lett, de részleteiben egyetlen madárra sem hasonlít.

A kísérletek szerint a fogyasztás szempontjából az ideális megoldás a csak szárnyból álló repülő lenne, egy ilyen gép viszont nem válik be sem utas-, sem teherszállítóként, és igen nehéz navigálni (ellenben lopakodó nehézbombázóként működik: ilyen többek között az USA légiereje által használt B-2 Spirit). A törzs csökkenti a felhajtóerőt és a légellenállást, viszont megfelelő farokrész alkalmazásával ez szinte teljesen kiküszöbölhető.

A két mérnök tervei alapján már megépült egy vitorlázógép, amellyel sikeres repülést hajtottak végre (lásd az illusztráció jobb oldalán), azonban kereskedelmi szempontból is sikerre esélyes prototípusok még nem készültek. Terveiket legutóbb az amerikai Fizikusok Társasága folyadékdinamikai részlegének konferenciáján mutatták be Kaliforniában - ennek összefoglalója itt olvasható.

KAPCSOLÓDÓ CIKK