AFRL Berhasil Uji Sayap Morphing Variabel Camber, Meningkatkan Performa Pesawat
Laboratorium Penelitian Angkatan Udara (AFRL, Wright-Patterson Air Force Base, Ohio, AS) baru-baru ini menyelesaikan demonstrasi penerbangan berhasil dari teknologi sayap morphing camber variabel yang mengubah permainan yang dapat secara signifikan meningkatkan jangkauan dan performa pesawat.
Sayap Compliant Camber Variabel (VCCW) yang dikembangkan AFRL mampu mengubah bentuk untuk meningkatkan performa aerodinamik dan memform dirinya ke berbagai kondisi dan misi penerbangan. Camber sayap, atau bentuk permukaan sayap, adalah elemen dasar penerbangan aerodinamik. Sayap konvensional dengan permukaan kontrol bertenguk diskrit memiliki drag yang lebih besar, sedangkan sayap dengan camber halus adalah efisien dan bergerak cepat. Kemampuan untuk memform sayap sesuai kondisi aerodinamik akan memberikan pesawat lis lebih ketika diperlukan tanpa bobot tambahan — biasanya saat takeoff dan landing — dan efisiensi bahan bakar serta kelincahan yang lebih besar saat terbang.
Eksperimen penerbangan ini mendemonstrasikan iterasi kedua VCCW, versi yang lebih kecil dan lebih kompak dari yang pertama, yang digunakan terutama dalam eksperimen angin tunnel. Sayap delapan kaki ini dirancang untuk terbang pada pesawat kontrol jarak jauh komersial off-the-shelf, mensimulasikan kendaraan udara tanpa awak. Dalam serangkaian penerbangan, yang diadakan pada September dan Oktober 2019, sayap terbang pada kecepatan rendah, menyelesaikan sejumlah manouver dan mendemonstrasi kontrol bentuk aktif untuk pengurangan drag yang dioptimalkan dan kelincahan yang ditingkatkan.
Kulit komposit satu bagian
VCCW menampilkan konstruksi kulit yang halus dan berkelanjutan, yang tidak hanya mengurangi kebisingan dengan menghilangkan permukaan tajam dan celah, tetapi juga meningkatkan performa aerodinamik. Menurut Dr. James Joo, pemimpin tim Konsep Struktural Canggih AFRL dan manajer program VCCW, aerodinamik yang ditingkatkan menerjemahkan menjadi potensi penghematan bahan bakar yang signifikan.
"Perkiraan awal menunjukkan teknologi VCCW menghemat konsumsi bahan bakar pesawat sebesar 10 persen," kata Joo. "Ini adalah salah satu tujuan utama kami, dan cocok dengan upaya Angkatan Udara untuk mengurangi biaya energi keseluruhan."
Menurut artikel Desember 2019 di TechBriefs.com:
"Sayap dapat secara aktif merubah kontur camber airfoil hingga 6% dan seluruh kulit seamless, kontinu, dan terbuat dari kulit komposit satu bagian yang tidak meregang. Bentuk konform halus sayap dicapai melalui deformasi elastis terdistribusi dari mekanisme compliant yang mendasarinya dan perubahan bentuk 3D juga mampu melalui variasi camber di arah spanwise menggunakan sistem actuasi terdistribusi di sepanjang span. Kontrol actuasi tunggal untuk defleksi tepi depan dan belakang adalah aspek yang sangat unik dari VCCW dibandingkan teknologi sebelumnya. Dibuat menggunakan teknologi manufaktur canggih yang memungkinkan solusi yang ringan, daya rendah, dan biaya rendah."
Memperkuat teknologi sayap fleksibel
Jared Neely, insinyur peneliti AFRL dan desainer sayap morphing, menyebut demonstrasi ini sebagai langkah penting dalam memajukan teknologi sayap fleksibel untuk penggunaan prajurit.
"Keberhasilan demonstrasi ini telah memberikan kami kepercayaan bahwa teknologi ini dapat digunakan untuk kendaraan kelas lebih tinggi, untuk memanfaatkan banyak manfaat yang sebenarnya dapat ditawarkan teknologi ini."
Joo menambahkan bahwa meskipun organisasi penelitian lain telah mengeksplorasi konsep camber morphing, versi AFRL unik karena adalah sayap fleksibel sebenarnya tanpa permukaan kontrol diskrit untuk membantu takeoff dan landing. Permukaan seamless ini dapat meningkatkan jangkauan keseluruhan, membuatnya ideal untuk berbagai platform jarak jauh. Dia mengatakan tim akan terus menyempurnakan konsep dan melihat cara tambahan di mana dapat memberikan manfaat pada pesawat yang ada.
"Kami senang dengan keberhasilan demonstrasi ini," kata Joo. "Kami terus mengeksplorasi peluang yang ditawarkan teknologi ini untuk pengembangan pesawat Angkatan Udara masa depan."
