Samoloty w „skórze” rekina. Dzięki niej będą bardziej ekonomiczne
Australijska firma lotnicza MicroTau wyprodukowała prototypowy, imitujący skórę rekina materiał do pokrywania kadłubów samolotów pasażerskich i naddźwiękowych odrzutowców wojskowych. Materiał redukuje opory powietrza podczas lotu, a co za tym idzie – zmniejsza zużycie paliwa.
Spis treści:
- Każdy litr paliwa na wagę złota
- Z oceanów prosto na niebo
- Hodowanie ribletów przy użyciu światła
- Herkules w skórze rekina
Czy cztery procent do dużo czy mało? Zależy, czy mówimy o czterech procentach od złotówki czy od majątku Elona Muska. Podobnie ma się sprawa w kwestii kosztów użytkowania samolotów. Eksperci MicroTau, australijskiej firmy, która opracowała zmniejszający opory powietrza materiał twierdzą, że pokryty nim samolot będzie potrzebował o cztery procent mniej paliwa na każdy lot.
Każdy litr paliwa na wagę złota
Według danych Międzynarodowego Zrzeszenia Przewoźników Powietrznych (IATA), w 2024 roku linie lotnicze miały zużyć około 299 772 000 ton paliwa lotniczego, co odpowiada emisji około 939 milionów ton CO₂. Tylko American Airlines zużyło 11 776 920 ton paliwa lotniczego. Delta Airlines 12 112 000 ton, a Lufthansa Group 8,45 miliona ton. Oszczędność na poziomie czterech procent to 12 milionów ton rocznie.
– W zależności od stopnia pokrycia samolotu naszym materiałem, typu samolotu i warunków pracy, możemy zmniejszyć zużycie paliwa o cztery i więcej procent – powiedział rzecznik MicroTau. Jak dodaje wyniki te muszą jeszcze zostać zweryfikowane dla każdego typu samolotu poprzez testy w locie.
Z oceanów prosto na niebo
A testów tych ma być całkiem sporo, bo współpracą zainteresowani są najwięksi przewoźnicy świata. Amerykańskie linie lotnicze Delta Air Lines i australijskie Jetstar Airways chcą przetestować tę technologię w swoich samolotach pasażerskich Boeing 737 i Airbus A320.
Tylko czym tak naprawdę jest stworzony przez MicroTau materiał i co czerpie ze skóry rekina? Chodzi o riblety, technologię rozwiniętą przez NASA i inne instytucje w celu zwiększania efektywności aerodynamicznej. Riblety to drobne, równoległe żłobienia, często w formie rowków lub grzbietów, które przypominają strukturę łusek rekina.
Działają poprzez kontrolowanie turbulentnego przepływu, minimalizując tworzenie się wirów, które zwiększają opór. Stosuje się je m.in. w kombinezonach pływackich, skrzydłach samolotów, a nawet w niektórych panelach słonecznych. Ponieważ rowki pozwalają na optymalizację przepływu powietrza i odprowadzania ciepła.
Hodowanie ribletów przy użyciu światła
MicroTau opracowałoTechnologię Direct Contactless Microfabrication (DCM). Jest to fotolitograficzna technika wytwarzania biomimetycznych powierzchni, w tym zmniejszającej opór powietrza sztucznej skóry rekina. DCM wykorzystuje niestandardowe powłoki odporne na wiele czynników środowiskowych występujących w samolotach.
Techniki te pozwalają jednocześnie na dokładne i niezawodne wytwarzanie mikrostruktury. Są one utwardzane poprzez światło UV, dlatego firma chętnie nazywa tę technologię hodowaniem ribletów za pomocą światła. Projekty ribletów można dostosować do konkretnego samolotu i zoptymalizować pod kątem konkretnych przypadków użycia.
– Poprawa efektywności paliwowej o cztery procent byłaby ogromna z punktu widzenia lotnictwa, pozwalając samolotom albo zaoszczędzić na paliwie, albo latać dalej przy użyciu tej samej ilości – mówi Tony Farina z Embry-Riddle Aeronautical University w USA.
Herkules w skórze rekina
Imitujący skórę rekina materiał powinien idealnie pokrywać większość kadłuba, skrzydeł i ogona samolotu – co jest prostym procesem, biorąc pod uwagę, że łatki można przykleić do istniejących części samolotu jak naklejki graficzne.
Delta pomaga MicroTau przeprowadzić wstępne testy naziemne, zanim materiał zostanie certyfikowany do przyszłych testów w locie. Natomiast amerykańskie wojsko zakończyło już cztery z sześciu zaplanowanych lotów testowych z nowym materiałem zastosowanym w samolocie transportowym Lockheed Martin C-130J Super Hercules.
– Ta zdolność do optymalizacji naszych starszych płatowców pozwala nam potencjalnie zaoszczędzić miliony dolarów na kosztach paliwa i zwiększyć zasięg samolotu – skomentował Roberto Guerrero z Sił Powietrznych USA.
Materiał MicroTau latał również na pokładzie eksperymentalnego naddźwiękowego odrzutowca opracowanego przez Boom Supersonic, amerykańską firmę koncentrującą się na przywróceniu naddźwiękowych komercyjnych podróży lotniczych.
Naszywki z imitacji skóry rekina zostały nałożone na spód prototypu samolotu XB-1 podczas pół tuzina lotów testowych, w tym dwóch, w których XB-1 osiągnął prędkości naddźwiękowe. Powierzchnie imitujące skórę rekina utrzymywały się na samolocie nawet podczas lotów z prędkością 1,18 Macha, czyli około 1460 kilometrów na godzinę. Rzecznik Boom Supersonic podkreślił w rozmowie z mediami, że łatki „przetrwały te warunki bez zauważalnej degradacji”.
Źródło: NewScientist
Nasza autorka
Ewelina Zambrzycka-Kościelnicka
Dziennikarka i redaktorka zajmująca się tematyką popularnonaukową. Związana z magazynami portali Gazeta.pl oraz Wp.pl. Współautorka książek „Człowiek istota kosmiczna”, „Kosmiczne wyzwania” i „Odważ się robić wielkie rzeczy”.