NASA тестирует светящуюся краску для определения давления на крыле

В аэродинамической трубе Исследовательского центра Лэнгли NASA впервые провело испытания краски, чувствительной к давлению, на крупной модели крыла в среде с низким содержанием кислорода. Под воздействием ультрафиолетового света покрытие светится розово-фиолетовым цветом, а яркость свечения указывает на силу давления воздушного потока на каждую точку поверхности. Об этом пишет TechInsider.

Гибкие крылья. Длинные и тонкие крылья обеспечивают меньшее сопротивление и экономию топлива, но во время полета они изгибаются, что изменяет обтекание. Основная угроза — флаттер: колебания крыла и потока усиливают друг друга и могут привести к разрушению конструкции. Для таких экспериментов и была создана труба в Лэнгли. Краска демонстрирует давление по всей поверхности в каждый момент времени, когда крыло изгибается, в то время как встроить трубки с датчиками в тонкое гибкое крыло крайне сложно.

Испытания проходили в Хэмптоне в трансзвуковой аэродинамической трубе. Объектом исследования стала модель, известная как эталонное сверхкритическое крыло (Benchmark Supercritical Wing). Эти крылья не предназначены для конкретного самолета: они служат универсальными моделями, на которых сверяют компьютерные расчеты с данными продувок.

Модель была покрыта нестационарной чувствительной к давлению краской (uPSP). Яркость ее свечения зависит от силы давления потока на поверхность: чем выше давление, тем темнее участок. Скоростные камеры фиксируют изменения, а компьютер преобразует яркость в значения давления. Инженеры получают карту давления по всей поверхности, а не отдельные точки.

Обычно давление измеряется с помощью датчиков, соединенных с тонкими трубками, которые выходят к поверхности через маленькие отверстия. Каждое отверстие дает одно значение, а все, что между ними, восстанавливается математически, интерполируя функцию по редкой сетке узлов. Краска решает эту проблему: измерительным прибором становится вся поверхность.

Краска для гибких крыльев.

NASA работает над внедрением такой краски в испытания самолетов и ракет много лет, в первую очередь в Лэнгли и в Исследовательском центре Эймса в Кремниевой долине. Слово «нестационарная» здесь ключевое: обычная краска показывает картину спокойного обтекания, а новая позволяет увидеть быстрые колебания давления в турбулентном потоке.

Новизна текущего опыта заключается в том, что методика впервые была применена к крупной модели, свободно движущейся в потоке, в среде с низким содержанием кислорода. Это сложно: свечение краски гасит именно кислород. Уникальные возможности трубы Лэнгли позволили провести эксперимент.

Следующий шаг — испытания моделей с гибкими крыльями, которые в полете изгибаются под нагрузкой и адаптируются к условиям обтекания для повышения экономичности. Полученные данные будут использованы для создания более точных компьютерных моделей и, в конечном итоге, для разработки новых летательных аппаратов.

Больше новостей и эксклюзивных видео смотрите в канале Самара Онлайн 24 в MAX