AFRL Testa com Sucesso Asa de Cambagem Variável Morfável, Aumentando Desempenho de Aeronaves

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

A Asa Complacente de Cambagem Variável (VCCW) desenvolvida pelo AFRL é capaz de mudar forma para melhorar desempenho aerodinâmico e se morfologar a várias condições de voo e missões. Cambagem de asa, ou a forma de uma superfície de asa, é um elemento fundamental do voo aerodinâmico. Asas convencionais com superfícies de controle articuladas discretas têm maior arrasto, enquanto asas com cambagem suave são eficientes e manobráveis. A capacidade de morfologar a asa de acordo com condições aerodinâmicas daria a uma aeronave sustentação aumentada quando necessária sem penalidade de peso — tipicamente na decolagem e pouso — e maior eficiência de combustível e manobrabilidade quando em voo.

Este experimento de voo demonstrou a segunda iteração da VCCW, uma versão menor e mais compacta que a primeira, que foi usada principalmente em experimentos de túnel de vento. Esta asa de oito pés foi projetada para ser voada em uma aeronave remotamente controlada comercial off-the-shelf, simulando um veículo aéreo não tripulado. Durante a série de voos, realizada em setembro e outubro de 2019, a asa foi voada em baixas velocidades, completando uma série de manobras e demonstrando controle ativo de forma para redução otimizada de arrasto e aumento de agilidade.

Pele compósito de peça única

A VCCW apresenta construção de pele suave e contínua, que não apenas reduz ruído eliminando superfícies afiadas e lacunas, mas também melhora desempenho aerodinâmico. Segundo Dr. James Joo, líder da equipe de Conceitos Estruturais Avançados do AFRL e gerente do programa VCCW, a aerodinâmica melhorada se traduz em economia de combustível potencialmente significativa.

"Estimativas iniciais mostram tecnologia VCCW economizando consumo de combustível de aeronaves em 10 por cento", disse Joo. "Este era um de nossos principais objetivos, e se encaixa nos esforços da Força Aérea para reduzir custos gerais de energia."

Segundo artigo de dezembro de 2019 na TechBriefs.com:

"A asa pode recontornar ativamente a cambagem do aerofólio até 6% e toda a pele é sem costura, contínua, e feita de uma pele compósito não esticável de peça única. Forma conformal suave da asa é atingida por deformação elástica distribuída do mecanismo complacente subjacente e mudança de forma 3D também é capaz através de variação de cambagem na direção do vão usando um sistema de atuação distribuído ao longo do vão. Controle de atuação único para deflexão de borda de ataque e fuga é outro aspecto muito único da VCCW comparado a tecnologias anteriores. Foi fabricada usando tecnologia de manufatura avançada permitindo uma solução que é leve, baixa potência, e baixo custo."

Avançando tecnologia de asa flexível

Jared Neely, engenheiro de pesquisa do AFRL e designer da asa morfável, chamou esta demonstração de passo importante no avanço da tecnologia de asa flexível para uso de combatentes.

"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 verdadeiramente oferecer."

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

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