De cabeça para baixo pode ser o lado certo para cima. É o que os pesquisadores da NASA determinaram para testes do conceito de asa eficiente que pode ser parte da resposta da agência para tornar as aeronaves futuras sustentáveis.
Pesquisas do projeto de Tecnologia Avançada de Transporte Aéreo da NASA envolvendo um modelo de 10 pés (3 metros) da asa podem ajudar os engenheiros da NASA a validar o conceito da Asa Transônica com Treliça de Suporte (TTBW – Transonic Truss-Braced Wing), uma aeronave que usa asas longas e finas estabilizadas por escoras diagonais.
O vídeo a seguir mostra algumas cenas da montagem da asa, na posição de cabeça para baixo em relação a como será montada na aeronave, e dos testes de carga e vibração executados:
As asas eficientes do conceito TTBW aumentam a sustentação e podem resultar na redução do uso de combustível e emissões para futuras aeronaves comerciais de corredor único. Uma equipe do Laboratório de Cargas de Voo no Centro de Pesquisa de Voo Armstrong da NASA, em Edwards, Califórnia, está utilizando o modelo, chamado de Asa com Treliça de Suporte Simulada, para verificar o conceito e os métodos de teste.
A asa modelo e a treliça de suporte têm instrumentos instalados para medir a tensão, e são fixadas a uma estrutura de teste vertical rígida. Fios pendurados em uma parte superior da estrutura estabilizam a asa modelo para os testes. Para esses testes, os pesquisadores escolheram montar a asa de alumínio de 10 pés de cabeça para baixo, adicionando pesos para aplicar o estresse. A orientação de cabeça para baixo permite que a gravidade simule a sustentação para cima que a asa experimentaria em voo.
“A estrutura treliçada de escora reduz a estrutura necessária na asa principal, e o resultado é menos peso estrutural e uma asa mais fina,” disse Frank Pena, diretor de teste da asa simulada da NASA. “Neste caso, o teste mediu as forças de reação na base da asa principal e na base da escora. Há uma certa quantidade de compartilhamento de carga entre a asa e a escora, e estamos tentando medir quanto da carga permanece na asa principal e quanto é transferido para a escora.”
Para coletar essas medições, a equipe adicionou pesos, um de cada vez, ao conjunto de asa e à estrutura de suporte. Em outra série de testes, os engenheiros tocaram a estrutura da asa com um martelo instrumentado em locais-chave, monitorando os resultados com sensores.
“A estrutura possui frequências naturais nas quais vibra, dependendo de sua rigidez e massa,” disse Ben Park, diretor de teste no solo de vibração da asa simulada da NASA. “Entender as frequências da asa, onde elas estão e como respondem, é fundamental para ser capaz de prever como a asa responderá em voo.”
Adicionar pesos à ponta da asa, tocar a estrutura com um martelo e coletar a resposta de vibração é um método de teste incomum porque adiciona complexidade, disse Park. Porém, o processo vale a pena, ele disse, se fornecer os dados que os engenheiros estão procurando. Os testes também são únicos porque a NASA Armstrong projetou, construiu e montou a asa, o suporte de escora e o dispositivo de teste, além de conduzir os testes.
Com a calibração de cargas bem-sucedida e os testes de vibração quase concluídos na asa de 10 pés, a equipe do Laboratório de Cargas de Voo da NASA Armstrong está trabalhando no projeto de um sistema e hardware para testar um modelo de 15 pés (4,6 metros) feito de compósito de grafite-epóxi. A equipe de Tecnologia Avançada de Transporte Aéreo TTBW no Centro de Pesquisa Langley da NASA em Hampton, Virgínia, está projetando e construindo o modelo, chamado Experimento Estrutural de Asa Avaliando o Suporte Treliçado.
O modelo de asa maior será construído com um design estrutural que se assemelhe mais ao que poderia potencialmente voar em uma futura aeronave comercial. Os objetivos desses testes são calibrar as previsões com dados de tensão medidos e aprender como testar estruturas de aeronaves inovadoras, como o conceito TTBW.
O projeto de Tecnologia Avançada de Transporte Aéreo da NASA faz parte do Programa de Veículos Aéreos Avançados da Agência, que avalia e desenvolve tecnologias para novos sistemas de aeronaves e explora conceitos promissores de viagem aérea.
Informações da NASA
