Le ali degli aerei del futuro cambieranno forma da sole

NASA e MIT vogliono rivoluzionare le ali degli aerei. Spezzandole in centinaia di pezzi identici.

Il Nasa ARMD Convergent Aeronautics Solutions Program e il MIT Center for Bits and Atoms – col supporto della Cornell University, della University of California, della Kaunas University of Technology in Lituania e dei Qualified Technical Services in California – hanno presentato un’ala di concezione radicalmente nuova, composta da centinaia di piccoli pezzi identici e in grado di cambiare automaticamente la sua forma in risposta al carico aerodinamico.

Mission Adaptive Digital Composite Aerostructure Technologies (MADCAT)

La struttura del materiale, progettata per essere assemblata da sciami di piccoli robot di assemblaggio, potrebbe anche essere adattata per altre strutture moderne come antenne spaziali o pale di turbine eoliche.

Invece di richiedere superfici mobili separate come gli alettoni per controllare il rollio e il beccheggio dell’aereo, il nuovo sistema di assemblaggio consente di deformare l’intera ala, o parti di essa, incorporando nella sua struttura un mix di componenti rigidi e flessibili. I minuscoli sottogruppi, imbullonati insieme per formare una struttura reticolare aperta e leggera, sono coperti con un sottile strato di materiale polimerico simile alla struttura. Il risultato, hanno detto i ricercatori, è un’ala molto più leggera e quindi molto più efficiente dal punto di vista energetico rispetto alle ali convenzionali, sia in metallo che in materiali compositi.

La costruzione dell’ala mutante è resa possibile dall’attenta progettazione delle posizioni dei montanti con diverse caratteristiche di flessibilità o rigidità, progettati in modo che l’ala, o sezioni di essa, si pieghino in modi specifici in risposta a particolari tipi di sollecitazioni. Il reticolo ottenuto – secondo quanto riferito – ha la stessa rigidità della gomma, ma con densità molto più bassa – 5,6 kg per m3, rispetto ai 1.500 kg della gomma.

Il “meta-materiale” potrebbe essere particolarmente adatto per strutture integrate di corpi e ali, che potrebbero essere efficienti per molte applicazioni. Semplicità di costruzione, collaudo e modifica potrebbero consentire una maggiore flessibilità nella progettazione e produzione, mentre la sua leggerezza e adattabilità potrebbero rendere gli aerei molto più efficienti, un obiettivo chiave per il settore aerospaziale in quanto produttori e operatori cercano di contrastare l’aumento delle emissioni.

Lo stesso sistema potrebbe essere utilizzato per altre strutture come le pale delle turbine eoliche. L’assemblaggio sul posto potrebbe aiutare a evitare i problemi di trasporto di pale sempre più lunghe e pesanti. Altri possibili utilizzi potrebbero essere sviluppati per le strutture spaziali, per ponti e altre strutture dalle caratteristiche estreme.