Pesquisadores da NASA recentemente submeteram um novo design de asa, que parece longo e fino com um design estrutural leve, a uma série de testes rigorosos para determinar seus limites estruturais. O que descobriram deixou-os optimistas quanto ao potencial da asa, mesmo quando a levaram para além dos limites pretendidos.
O artigo de teste experimental de asa estrutural de 15 pés (SWEET-15) faz parte da pesquisa da NASA para desenvolver futuras aeronaves ultraeficientes. O projeto inclui uma asa longa apoiada por um suporte de ar, baseado no conceito anterior de Asa Transonic Truss-Braced Wing da NASA.
A equipe de pesquisa está trabalhando para entender se o SWEET-15 e seus novos projetos estruturais leves podem ajudar as aeronaves comerciais a economizar combustível. Mas primeiro eles precisam entender como ele se comporta sob os tipos de forças que as asas encontram durante o vôo.
O projeto SWEET-15 surgiu da combinação de cinco diferentes técnicas avançadas de fabricação e montagem de compósitos que permitiram um novo projeto estrutural. O artigo de teste de 15 pés 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 Armstrong da NASA. Numerosos sensores de pressão e carga, incluindo sensores de pressão de fibra óptica, são colocados em toda a estrutura para rastrear como a asa responde à medida que as forças aumentam.
Os dados dos sensores confirmaram as previsões feitas pelos modelos computacionais da NASA. De acordo com os resultados preliminares, a asa resistiu às forças aéreas esperadas sem problemas. Os resultados proporcionaram à equipe confiança em novas técnicas de fabricação e técnicas para fixação de segmentos de asa usados no SWEET-15, que podem apoiar projetos de aeronaves eficientes no futuro. A abordagem de fabricação, desenvolvida na NASA Langley, utiliza a montagem estrutural integrada de robótica composta avançada e visa produzir estruturas compostas mais leves e mais fortes para espaçonaves.
O teste foi concluído com um teste de falha intencional, 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 aproximadamente 127% da carga limite de projeto, com danos visíveis perto do bordo de fuga da asa e na cobertura superior da asa. Este elemento de teste forneceu informações 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.
Esta é a primeira vez que uma configuração representativa de asa suportada por uma treliça foi submetida a este tipo de avaliação estrutural. Isto só foi possível através da colaboração da NASA entre centros e projetos, com investigadores a utilizar recursos da agência, como um sistema de sensores de fibra ótica desenvolvido para recolher dados tanto sobre aeronaves como sobre naves espaciais.
Para se preparar para o teste, os engenheiros da NASA Langley projetaram, analisaram e fabricaram a asa e completaram os preparativos de segurança e configurações de 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 voo mais eficientes.
O trabalho está sendo realizado por meio do projeto Subsonic Flight Demonstrator da NASA na Diretoria de Missão de Tecnologia de Pesquisa da agência. Os testes bem-sucedidos de vários componentes inovadores representam um marco na pesquisa de voo da NASA.
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