Asa AFRL camber morphing alça vôo

O Laboratório de Pesquisa da Força Aérea (AFRL, Base da Força Aérea Wright-Patterson, Ohio, EUA) concluiu recentemente a demonstração de voo bem-sucedida de uma tecnologia de asa de cambagem revolucionária que pode aumentar significativamente o alcance e o desempenho da aeronave.

A asa compatível com a cambagem variável desenvolvida pelo AFRL (VCCW) é capaz de mudar de forma para melhorar o desempenho aerodinâmico e se transformar em várias condições de voo e missões. A curvatura da asa, ou a forma da superfície de uma asa, é um elemento fundamental do vôo aerodinâmico. As asas convencionais com superfícies de controle articuladas discretas têm maior arrasto, enquanto as asas com curvatura suave são eficientes e manobráveis. A capacidade de transformar a asa de acordo com as condições aerodinâmicas daria a uma aeronave maior sustentação quando necessário, sem penalidade de peso - normalmente na decolagem e pouso - e maior eficiência de combustível e manobrabilidade durante o vôo.

Este experimento de vôo demonstrou a segunda iteração do VCCW, uma versão menor e mais compacta do que a primeira, que foi usada principalmente em experimentos em túnel de vento. Esta asa de 2,5 metros foi projetada para voar em uma aeronave comercial controlada remotamente, simulando um veículo aéreo não tripulado. Durante a série de voos, realizada em setembro e outubro de 2019, a asa voou em baixas velocidades, completando uma série de manobras e demonstrando controle de forma ativo para redução otimizada do arrasto e aumento da agilidade.

Pele composta de peça única

O VCCW apresenta uma construção de pele lisa e contínua, que não só reduz o ruído ao eliminar superfícies pontiagudas e lacunas, mas também melhora o desempenho aerodinâmico. De acordo com o Dr. James Joo, líder da equipe AFRL Advanced Structural Concepts e gerente do programa VCCW, a aerodinâmica aprimorada se traduz em economia de combustível potencialmente significativa.

“As primeiras estimativas mostram que a tecnologia VCCW economiza 10% no consumo de combustível da aeronave”, disse Joo. “Este era um dos nossos principais objetivos e se encaixa nos esforços da Força Aérea para reduzir os custos gerais de energia.”

De acordo com um artigo de dezembro de 2019 em TechBriefs.com:

“A asa pode contornar ativamente a curvatura do aerofólio em até 6% e toda a pele é perfeita, contínua e feita de uma pele composta não esticável de peça única . A forma conformada suave da asa é obtida por deformação elástica distribuída do mecanismo complacente subjacente e a mudança de forma 3D também é capaz por meio da variação da curvatura ao longo da direção da envergadura usando um sistema de atuação distribuído ao longo do vão. O controle de atuação única para a deflexão da borda de ataque e de fuga é outro aspecto exclusivo do VCCW em comparação com as tecnologias anteriores. Foi fabricado com tecnologia de manufatura avançada, possibilitando uma solução leve, com baixo consumo de energia e baixo custo. ”

Avanço da tecnologia de asas flexíveis

Jared Neely, engenheiro de pesquisa do AFRL e projetista da asa de metamorfose, chamou esta demonstração de um passo importante no avanço da tecnologia de asa flexível para uso em guerreiros.

“O sucesso desta demonstração nos deu confiança de que esta tecnologia pode ser alavancada para veículos de classe superior, para aproveitar os muitos benefícios que esta tecnologia pode realmente oferecer.”

Joo acrescentou que, embora outras organizações de pesquisa tenham explorado o conceito de cambagem transformada, a versão do AFRL é única porque é uma asa verdadeiramente flexível sem quaisquer superfícies de controle discretas para auxiliar na decolagem e pouso. Esta superfície contínua pode aumentar o alcance geral, tornando-a ideal para uma variedade de plataformas de longo alcance. Ele diz que a equipe continuará a refinar o conceito e buscar maneiras adicionais de beneficiar as aeronaves existentes.

“Estamos entusiasmados com o sucesso desta demonstração”, disse Joo. “Continuamos a explorar as oportunidades que esta tecnologia pode oferecer para o futuro desenvolvimento de aeronaves da Força Aérea.”