Vlastnosti letadel a dronů by mohlo zlepšit bionické křídlo, které bude podle potřeby umět měnit tvar

Asi každý, kdo letěl ve velkém dopravním letadle a díval se z okénka, mohl vidět, že jeho křídlo není jednolité. Hlavně při vzletu a přistání piloti mohou částečně tvar křídla změnit. Dělá se to především proto, že pro různé rychlosti je optimální trochu jiný tvar, profil a zakřivení křídla. Díky změně tvaru jde pak provést s příslušným letounem přistání a vzlet bezpečněji a na menších rychlostech. Ovšem možnosti změnit tvar jsou omezené a ne vždy optimální, což se samozřejmě konstruktéři snaží změnit.

Každá rychlost chce jiný tvar

V okamžiku, kdy průkopníci letectví pochopili, že ornitoptéra, neboli letoun s mávavými křídly není správným řešením, vsadili s úspěchem na křídla pevná. Zpočátku bez jakékoli mechanizace, později alespoň se zakřivováním konců křídel kvůli řiditelnosti. Už od samého počátku historie letectví se někteří průkopníci pokoušeli o různá řešení s měnitelnou geometrií křídel. Existovaly pokusy o jakási do sebe se skládající výsuvná křídla, o křídla, která se celá naklápěla či měnila úhel náběhu, atd.

Ale dosažený stupeň technologie dlouho nedovoloval nápady takovýchto průkopníků-vizionářů dovést do funkční podoby. Jak se vývoj letectví urychloval, vznikaly nové a nové pokusy o řešení tohoto problému. Startovní klapky, přistávací klapky, spoilery, sloty na náběžné hraně, nakonec i měnitelná geometrie křídel, to všechno konstruktéři za léta existence letectví vyzkoušeli. Ale pořád šlo o pevné křídlo, ze kterého se cosi vysouvalo, odklápělo, nebo se samotné pevné křídlo otáčelo a vysouvalo do jiné polohy.

iZdroj fotografie: Piqsels

Ale rychlost letu se vždy mění plynule a postupně, což nebylo možno dosáhnout u pevného křídla, jehož tvar se mění vždy skokem. Všichni konstruktéři letadel s křídlem přitom chápali, že naprosto ideální by samozřejmě bylo, aby křídlo mělo stále a průběžně optimální tvar, který by v daném okamžiku a při daném zatížení letounu nejlépe vyhovoval rychlosti stroje, ale i třeba nadmořské výšce, ve které se pohybuje.

Do oblasti konstrukce a provozování letadel by to jistě přineslo řadu výhod. Určitě by se zlepšila ekonomika provozu letadel, což by znamenalo i menší zatížení pro životní prostředí, nejen levnější provoz. Lepší by mohla být i jejich stabilita a řiditelnost za letu, což by bylo plus třeba pro pohodlí lidí na palubě. Jedním z řešení celého problému by mohl být nápad ruského konstruktéra Alexeje Ivčenka.

Ten se ve světě designu proslavil adaptivní peněženkou, ale nakonec se vrhl i do oblasti letecké konstrukce. Inspiroval se přírodou a postavil prototyp takzvaného bionického křídla, které dokáže v určitých mezích plynule měnit svůj tvar. Primárně by mělo být určeno pro konstrukci dronů. To ale samozřejmě neznamená, že pokud by se osvědčilo, nešel by princip využít i u klasických letadel.

Pro křídlo se vyvíjí speciální materiál

Podle konstruktéra má jeho vynález několik předností, jako je snížená hladina hluku, zvýšená manévrovatelnost, snížená rychlost pro vzlety a přistání. Potah křídla je podle něho vyroben v podobě jakési plastové šupinové vrstvy z tenkých překrývajících se plátů. Plast jednotlivých „plátů“, neboli „šupin“, vyvíjí ve spolupráci s katedrou polymerů jedné technické univerzity ve Volgogradě.

Křídlo obsahuje rekonfigurovatelné buněčné voštinové jádro, které je schopno řízeně měnit tvar. Tím, jak se zevnitř v různých bodech a místech opírá o samotnou svrchní šupinovou vrstvu povrchu křídla, mění její tvar plynule také. Šupiny jsou jakýmsi analogickým systémem, jaký vytváří peří ptáků za letu na křídlech. Jednotlivá pera se překrývají, společně ale individuálně ovládané svaly ptáka v křídle a v trupu tvoří příslušný tvar a zakřivení křídla. Pták tak podle toho mění rychlost letu, klouzavost, reaguje na poryvy větru, atd.

A je faktem, že peří se historicky vyvinulo ze šupin plazů. Vnitřní mechanika a konstrukce takového křídla je ještě velmi složitý technický problém, který bude třeba vyřešit. Ale možnosti, které po nalezení funkčního řešení oné mechaniky takového křídla vzniknou, jsou pro konstruktéry létajících strojů velmi žádoucí. Je jasné, že díky měnění tvaru profilu a osy zakřivení by křídlo mohlo kromě vyvozování vztlaku pomáhat především s ovládáním letadla a plnit i funkci výškovek či směrovek.

Prototyp funkčního vzorku Ivčenko poprvé ukázal na letecké show MAKS-2019, která je každoroční prestižní ruskou leteckou přehlídkou. Přihlásil se s ním i na další světové výstavy a soutěže. Otázkou samozřejmě zůstává, jak bude jeho koncept fungovat v praxi. Bohužel i to, jak se jeho nápad v současné mezinárodní politické situaci vůbec uplatní. Pokud by se ukázal jako funkční a ujala se ho nějaká velká letecká společnost s dostatečným vědeckotechnickým zázemím, mohlo by jeho řešení přinést letectví řadu výhod.

Zdroj: TechInsider