Профессор кафедры «Механика композиционных материалов и конструкций» Пермского Политеха Андрей Паньков разработал пьезоэлектрические актюаторы для управления формой лопасти воздушного винта. Об этом порталу Наука Mail рассказали в пресс-службе Минобрнауки России.
Конструкции позволяют гибко изменять профиль лопасти в зависимости от режима полета, улучшая аэродинамику и снижая вес. Существующие способы адаптации либо используют тяжелые механизмы поворота всего винта, либо слабые пьезоэлементы с недостаточным углом отклонения. Новая технология решает обе проблемы. Редакция Наука Mail запросила подробности у разработчиков:
Суть метода в том, что вся поверхность лопасти покрыта множеством маленьких пьезоэлектрических ячеек, плотно прилегающих друг к другу, как плитки в мозаике. Ориентация электродов подбирается индивидуально для каждой точки лопасти — это оптимальный расчет под конкретную авиационную конструкцию с учетом реальных условий эксплуатации. Когда на электроды ячеек подается управляющее напряжение, каждая ячейка деформируется своим особым образом, заставляя всю лопасть изгибаться или закручиваться в нужном направлении. Мы выполнили моделирование и протестировали виртуальные прототипы. Результаты подтвердили: новый механизм обеспечивает контролируемый поворот закрылка с амплитудой, значительно превосходящей существующие аналоги.
Ключевое преимущество — увеличение угла поворота закрылка на 20% по сравнению с аналогами. Этого достаточно для активного влияния на аэродинамику на всех этапах полета: от взлета до крейсерской скорости. При этом вес пьезоактюатора составляет всего несколько сотен граммов вместо десятков килограммов традиционных механических приводов. Выигрыш в массе напрямую снижает расход топлива и увеличивает полезную нагрузку. Точные цифры снижения расхода топлива разработчики пока не называют — оценки еще предстоит сделать на этапе экспериментальных испытаний.
Разработка защищена патентом. Следующий этап работы — создание прототипа и его тестирование.
