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La NASA e il MIT rivelano un nuovo design delle ali che cambia forma

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I ricercatori americani hanno progettato, costruito e testato un nuovo e radicale design leggero della vela che può cambiare forma durante il volo per migliorare le prestazioni e aumentare l'efficienza.

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Sviluppata principalmente da ingegneri della NASA e del MIT, l'ala è composta da migliaia di componenti triangolari con puntoni a forma di fiammifero, avvitati insieme in una struttura reticolare. Questo reticolo è poi ricoperto da un sottile strato di materiale polimerico simile ai puntoni. La struttura alare che ne risulta è costituita per lo più da spazi vuoti, formando un metamateriale meccanico che combina la rigidità di un polimero simile alla gomma con la leggerezza e la bassa densità di un aerogel. Secondo i ricercatori, l'ala ha una densità di soli 5,6 kg per metro cubo.

Inoltre, la forma dell'ala reagisce passivamente alle sue forze ambientali, con la rigidità dei diversi puntoni accuratamente calibrata per ottenere l'effetto desiderato. Sezioni dell'ala si piegano in risposta alle varie fasi del volo, offrendo prestazioni più ottimali al decollo, alla crociera e all'atterraggio. La ricerca è presentata sulla rivista Smart Materials and Structures: "Siamo in grado di guadagnare in efficienza abbinando la forma ai carichi a diversi angoli di attacco", ha detto l'autore principale Nicholas Cramer, un ingegnere ricercatore della NASA Ames in California. "Siamo in grado di produrre esattamente lo stesso comportamento che avresti fatto attivamente, ma lo abbiamo fatto passivamente."

Una versione di 1m dell'ala è stata sviluppata alcuni anni fa per convalidare il principio di base, con un getto d'acqua utilizzato per fabbricare i singoli componenti. Quest'ultima ricerca ha visto il team sviluppare un prototipo di 5 metri, utilizzando lo stampaggio ad iniezione per accelerare significativamente il processo di produzione. I montanti dovevano ancora essere assemblati a mano, ma il team ritiene che questo passo potrebbe essere automatizzato utilizzando robot di assemblaggio, e questo è l'oggetto di un prossimo progetto di ricerca. Poiché l'ala è composta da migliaia di sottounità, apre anche la possibilità di progettare aeromobili completamente nuovi: "Puoi realizzare qualsiasi geometria tu voglia", ha detto Benjamin Jenett, uno studente laureato al MIT's Centre for Bits and Atoms. "Il fatto che la maggior parte degli aerei hanno la stessa forma" - un tubo con le ali - "è a causa delle spese. "Non è sempre la forma più efficiente."

Durante i test nella galleria del vento ad alta velocità della NASA presso il Langley Research Centre, l'ala si è comportata leggermente meglio del previsto, secondo Jenett. Egli sostiene inoltre che lo stesso sistema di fabbricazione della struttura alare potrebbe essere utilizzato per costruire pale per turbine eoliche, facilitando il montaggio in loco ed evitando i problemi associati al trasporto di pale sempre più lunghe.