Fjäderinspirerade flygplansflaps kan öka flygprestandan

Flygplansdräkt kan vara nästa stora grej inom flygindustrin. Fågelvingar är utformade med överlappande rader av fjäderlika tofsar som sprider sig från nära axeln. Dessa "täckfjädrar" hjälper fåglar att manövrera genom luften. De kan också öka prestandan hos flygplan. Att foder flygplansvingar med rader av lätta klaffar som efterliknar täckfjädrar kan öka lyftet, minska motståndet och förhindra stall, rapporterar forskare den 28 oktober i Proceedings of the National Academy of Sciences. Hjälp oss att förbättra genom att ta vår 15-frågors läsarundersökning. Många flygplan har redan klaffar och spoilers på sina vingar. Men till skillnad från dessa komponenter skulle de bioinspirerade klaffarna aktiveras passivt när vingarna möter inkommande luftflöde i en hög vinkel, en scen som kallas hög anfallsvinkel. "De är inte styrda av någon motor eller hydraulisk aktivator", säger ingenjören Aimy Wissa från Princeton University. Dessutom "är de över hela vingarna, inte bara bakom eller framför". I vindtunnelförsök studerade Wissa och hennes kollegor hur flera rader klaffar påverkade luftflödet runt luftfoiler. De fann att klaffarna påverkade flödet på två sätt. Klaffar nära framsidan av en luftfoils hjälpte till att hålla luften som strömmade runt den nära vingen, vilket bidrog till att förbättra lyftet och minska motståndet. Att lägga till fler rader klaffar förstärkte effekten. De fann också att installationen av en enda rad klaffar nära baksidan av en luftfolie blockerade högtrycksluften nära det bakre kanten från att krypa mot vingens framkant. Det är viktigt eftersom lågt tryck i det området behövs för att åstadkomma lyft, säger Wissa. Att lägga till fem rader klaffar på luftfoiler förbättrade lyftet med upp till 45 procent och minskade luftmotståndet med 31 procent, enligt Wissas team. Efterföljande tester med fjärrstyrda flygplan visade också att klaffarna minskade stall, en fenomen som innebär en plötslig förlust av lyft vid höga anfallsvinklar, och utvidgade flygets anfallsområde med 9 procent. Klaffarna förbättrade även flygstabiliteten, påpekar Wissa. Den ökade räckvidden kan vara särskilt användbar när man flyger genom kraftiga vindbyar eller under mycket korta landningar på startbanan. Utan klaffar kanske du inte kan utföra sådana manövrar säkert, säger Wissa. "Men nu kan du."