Izrael Wygnanski opsjednut je letom od djetinjstva. Pilot amater, prvi put je soloo u dobi od 16 godina. Sada, sa skoro 80 godina, još leti i ne pokazuje znakove zaustavljanja. Tijekom svoje 50-godišnje karijere Wygnanski, profesor zrakoplovstva i strojarstva na Sveučilištu u Arizoni, proučavao je kako manipulirati protokom zraka i turbulencijama kako bi zrakoplovi bili učinkovitiji.
Sljedeće godine plod njegovog rada letjet će na Boeingovom ispitnom avionu, 757 ecoDemonstratoru. Projekt je usredotočen na glavni izvor neučinkovitosti leta: rep aviona. Novi rep koristi seriju od 37 malih zamahnih zraka koje pomažu u upravljanju pri malim brzinama ili u slučaju kvara motora, kada je kormilo potrebno kako bi zrakoplov bio u toku. Dizajn, testiran u partnerstvu s Boeingom, NASA-om i Caltechom, mogao bi dovesti do manjih, lakših repova i veće potrošnje goriva u narednim desetljećima. Tim je od NASA-e u listopadu primio nagradu za grupni uspjeh.
Demonstracijski model koji ste stvorili pokazuje da su ravni repovi veći nego što trebaju biti. Zašto je to?
Okomiti rep je vrlo velik; gotovo je, u nekim slučajevima, velik kao pola krila. U suštini, ako zrakoplov prođe kroz cijeli životni ciklus, recimo, 25 godina, i nikad ne izgubi motor - to se događa, jer su motori danas vrlo pouzdani - u biti je nosio ovaj veliki vertikalni stabilizator tijekom svog života bez ikakvog razloga. Pomislite na njegovu težinu, na njen otpor. Doprinosi dosta za potrošnju goriva u zrakoplovu. Uvijek se koristi, do neke mjere, ali ne i čitavim svojim potencijalom. Ako zrakoplov ne izgubi motor, rep nije kritična kontrolna površina.
Ranije ove godine, stavili ste rep pune veličine opremljen vašim brišućim mlaznicama putem ispitivanja tunela. Kako je prošlo?
Izvorno je u ovaj okomiti rep bilo ugrađeno 37 aktuelnih motora. Pokazalo se da je čak i jedan pokretač mogao poboljšati učinkovitost repa za gotovo 10 posto. Područje ovog jednog pokretača, jedna osmina kvadratnog inča, može utjecati na tok preko cijelog krila, a to je 370 četvornih stopa. To je bio nevjerojatan rezultat. Mislim da će se testirati i dokazati let.
Dakle, koliko manji može biti rep aviona?
Rezultati pokazuju odmah da ga možemo smanjiti za 30 posto. To je značajno. Ako uštedite na potrošnji goriva od jednog posto, razmislite što to znači tijekom života aviona. Čitav je eksperiment bio ovdje da dokažemo tehnologiju i uđemo nogom u vrata kako bi industrija bila svjesna da ovdje postoji potencijal koji nikad nisu koristili. Drugim riječima, u alatu je alat koji može promijeniti način na koji su avioni dizajnirani.
Wygnanski je profesor zrakoplovne i strojarske tehnike na Sveučilištu u Arizoni. (Ljubazno NASA) Tako da malim ugađanjem strujanja zraka možete utjecati na rezultat, recimo, upravljanja ili podizanja. Čini se kao jednostavan koncept. Što čini postizanje toliko teškim?
Ahilova peta u cijelom ovom problemu bila je složenost aktuatora koji osiguravaju kontrolu protoka. U početku smo koristili elektromagnetske. Ljudi su koristili piezoelektrične. Ili su teške ili ih je teško održavati. Zatim je došla ova druga ideja korištenja malog oscilirajućeg mlaznog pokretača, a to je uređaj kojem treba komprimirani zrak. Nema pokretnih dijelova i u osnovi se može utisnuti u površinu krila.
I ranije ste testirali ovaj koncept na drugim vrstama aviona?
Da. Započeli smo s istraživanjem nekih relativno temeljnih obrazaca protoka, poput miješanja dva strujanja zraka, što možete vidjeti u ispuhu mlaznih motora. To je dovelo do većih i većih primjena te ideje. Na primjer, 2003. testirali smo ga zajedno s Bell Helicopters i Boeingom, u avionu koji je bio demonstrator tehnologije za V-22 Osprey. Ono što smo predvidjeli u laboratoriju je funkcioniralo.
Veliki je skok s V-22 na putnički zrakoplov. Kako ste prešli na komercijalni let?
Mislili smo: 'Što bi bila kontrolna površina koja nije kritična za let?' Drugim riječima, ako se nešto dogodi s tom kontrolnom površinom, zrakoplov i dalje može letjeti. Tipičan rep komercijalnog aviona je jedna takva površina. Recimo, jedan motor u zrakoplovu se ugasio. U tom slučaju, rep osigurava da će avion i dalje moći letjeti ravno, uprkos činjenici da potisak više nije simetričan.
Može li se sustav zračnih zrakoplova koristiti na drugim mjestima osim repa?
O da. Točno. [Ova demonstracija] je bila samo da uvjerimo ljude da je nešto što možemo pokušati. To može učiniti mnogo za budući dizajn aviona. Može pomaknuti krila i prema leđima, a to može povećati brzinu bez povećanja povlačenja. Zamislite da preko Atlantika prijeđete zrakoplovom koji troši istu količinu goriva, ali štedite sat i pol leta. Osim Concord-a, 50 godina smo s istim brzinama zaglavili.
Komercijalne avionske kompanije su konzervativne, s dobrim razlogom. Dakle, stopa kojom se nove tehnologije usvajaju je relativno mala.
Vrlo, vrlo sporo. Ako niste stručnjak, danas gledate avione i gledate avione s komercijalnim mlazima koji su leteli u kasnim pedesetima, a teško bi vam bilo teško vidjeti bilo što vrlo različito. Prošlo je više od 100 godina od braće Wright. U prvih 50 godina došlo je do ogromnih promjena, od letača Wright-a do 707. Od 707 do danas da, došlo je do poboljšanja u pogledu aerodinamike, ali nije baš očito. Danas letimo istom brzinom kojom smo leteli 1960. godine. Postoji ekonomičnost goriva i tako dalje, ali u osnovi ljudi kažu: "Pa, zrakoplovstvo je znanost zalaska sunca. Više ne vidimo ništa novo. "
I evo, vjerujete da imate nešto novo?
Vjerujem da to i radimo.
