Лопасть-трансформер: пермский профессор научил винты самолетов менять форму прямо в полете

Современная авиация давно столкнулась с противоречием: профиль лопасти, идеальный для взлета, на крейсерской скорости создает лишнее сопротивление и тряску. Сегодня эту проблему решают тяжелыми механическими узлами, поворачивающими всю лопасть целиком, но они увеличивают вес и «аппетит» двигателей. Пьезоэлементы, меняющие форму под напряжением, известны давно, но до сих пор их мощности не хватало для серьезного влияния на аэродинамику.

Пермский ученый нашел элегантный выход. Он предложил покрывать поверхность лопасти не сплошным слоем, а мозаикой из множества маленьких пьезоэлектрических ячеек. У каждой такой «плитки» — свое направление управляющих электродов, напоминающих зубцы двух гребенок, обращенных друг к другу. Когда подается напряжение, каждая ячейка деформируется по-своему, заставляя лопасть гнуться и скручиваться именно там, где это нужно.

Разработанные Паньковым пьезоактюаторы со встречно-гребенчатыми электродами оказались на 20 процентов эффективнее зарубежных аналогов. Они позволяют увеличить угол поворота закрылка лопасти, обеспечивая активное управление воздушным потоком без громоздких механизмов. Для авиации это означает прямой путь к снижению расхода топлива и увеличению дальности полета.

Сейчас ученые готовятся к созданию полноразмерного прототипа и испытаниям. Если технология подтвердит свои характеристики в реальных условиях, будущие самолеты и вертолеты смогут стать не только экономичнее, но и заметно комфортнее для пассажиров — за счет резкого снижения вибраций и шума.