Tecnologia avançada - Nanocompósitos podem viabilizar avião-Transformer

 Compósitos são materiais híbridos, resultantes da mistura de polímeros com materiais naturais, metais, fibras ou cerâmicas. 

Os nanocompósitos são materiais desse tipo, mas cuja estrutura é projetada e sintetizada em nanoescala. Cientistas ligados à NASA estão agora estudando uma nova série de nanocompósitos capazes de "reagir a estímulos".

The combination of biologically inspired technology, engineering and IT could allow 'morphing wing' aircraft to be developed, offering huge operational benefits, improved efficiencies and enhanced safety performance.

 Materiais reativos De forma semelhante a um ser vivo, por exemplo, afastando-se rapidamente de uma fonte de calor, esses nanocompósitos reativos alteram suas propriedades mecânicas quando expostos a campos elétricos, campos magnéticos ou a algum tipo de radiação eletromagnética. 

Airbus is exploring ways of both enhancing users experiences and creating a more environmentally friendly vehicle. Among their hypothetical thinking is a transparent panoramic membrane roof enabling seeing both airspace above and below the seating and in natural light. Notwithstanding 'intelligent' cabin wall membranes and interactive games, but also a new aircraft structure would allow for walls which control air temperature. 

A alteração das propriedades desses "materiais mutantes" deriva de interações sinergísticas entre a matriz de polímero e seu material de preenchimento.

 Os pesquisadores agora conseguiram desenvolver um novo material com uma capacidade de reação significativa a um campo elétrico, o que significa que ele pode ser usado como atuador - para exercer uma força, por exemplo - ou sofrer uma deformação.

 É um passo gigantesco à frente dos músculos artificiais.

 Aviões que mudam de forma Um dos objetivos primários da pesquisa é o desenvolvimento de aviões que possam se adaptar às condições de voo alterando seu próprio formato - eles são chamados de aviões morfológicos (morphing planes). 

Por exemplo, um avião precisa de grande sustentação nas baixas velocidades de decolagem e pouso, mas isso compromete sua aerodinâmica para o voo em alta velocidade. Hoje, esse equilíbrio é obtido cedendo-se dos dois lados, o que significa que os aviões não são ótimos em nenhuma das duas situações.

 Alguns sistemas de asas móveis tentam contornar esse compromisso, mas com um custo e uma complexidade elevados demais para serem usados em aplicações úteis - na aviação civil, por exemplo. Mas esses materiais adaptativos são promissores para inúmeras outras aplicações, de stents e implantes médicos a automóveis e telescópios. 

Do nano ao macro 

Os maiores entraves ao uso desses materiais inovadores estão nas restrições de temperatura e no fato de que os protótipos até agora desenvolvidos suportam poucos ciclos de funcionamento - o que significa que eles perdem sua capacidade de se "transformar" com o uso. 

Os pesquisadores descobriram que a saída pode estar no uso de nanotubos de carbono no meio dos chamados nanocompósitos poliméricos eletrorrestritivos (PNC: Electrostrictive Polymer Nanocomposites). 

De forma surpreendente, os pesquisadores descobriram que as nanopartículas são essenciais para a construção dos materiais eletroativos, mas a capacidade final do material para mudar de forma depende das suas características finais em macroescala.

 Os resultados mostraram que a atuação eletrotermal do nanocompósito não depende da composição do material que preenche a matriz de polímero, mas apenas da condutividade final do material pronto - daí a importância dos nanotubos de carbono, com sua excepcional condutividade. 

O trabalho estabelece um novo patamar para as pesquisas, permitindo que os cientistas selecionem os melhores materiais de preenchimento, calculem sua quantidade ótima e descubram novas técnicas de processamento - tudo para otimizar o comportamento morfológico final do material.

Confira mais ainda: The Personal Tilt-Rotor

(Para ler aqui, acione o tranlater atomatic tradution do Blog)

inShare

FALX Air Hybrid Tilt-Rotor Chopper

An ambitious aircraft concept combines the speed of a plane, the agility of a helicopter and the efficiency of a hybrid car. (Pics)

Imagine a car veering off a lonely mountain road and tumbling down the embankment. Minutes later, a sleek aircraft zooms in quietly at 230 miles an hour, tilts its wings and rotors up, hovers, and sets down just feet from the wreck. The pilot and a medic load the injured driver into the aircraft and zip back to a hospital at twice the speed of a conventional helicopter ambulance.
Simon Scott, the owner of Falx Air, an aviation company based in Staffordshire, England, wants to revolutionize not just medevacs but all personal air transportation. A former communications specialist in the British Army’s Air Corps, Scott has been designing Falx Air’s hybrid-electric vertical-takeoff-and-landing (VTOL) craft for the past eight years. He’s currently bench-testing components in the hopes of getting a single-passenger prototype ready to be certified in January by the Civil Aviation Authority, Britain’s equivalent of the FAA.
The key to his design is a hybrid system that doesn’t rely on batteries to do most of the work. The engine powers two generators, which directly feed two electric motors on each wing. A battery pack stores leftover power from the generator but kicks in only to provide a power boost during takeoffs, landings and the transition to forward flying. It needs the huge burst of energy to get extra lift because the rotors on a VTOL have a smaller surface area than those on a traditional helicopter. “If you want to fly your aircraft for two hours, you cannot do that on batteries,” Scott says. “That’s the reason behind having the engine supply electricity continuously.”

 

The hybrid system keeps the craft small and light, and therefore fast and agile. By eliminating heavy mechanical parts like jet engines and gear boxes, Scott hopes to keep the single-passenger version under 1,000 pounds. And because an engine that only has to power generators can be smaller than one that has to drive rotors, the vehicle uses less fuel too.
Scott is finished with the design; now he just has to find parts that can make it real. Falx Air is testing a 104-horsepower, two-stroke engine, but it isn’t flight-certified yet. And although Scott is looking into lithium-iron-phosphate batteries, similar to one of the battery chemistries being tested for the Chevy Volt, his challenge is greater because the aircraft needs a bigger jolt of power than a car does.

 

Given the state of the technology — and the additional $5 million Scott still needs to build the prototype — Falx’s January timeline seems unlikely. But it’s not the only team trying to build an electric whirlybird. Last fall, officials at NASA’s Ames Research Center looked into the feasibility of producing electric helicopters by using fuel cells or lithium-polymer batteries. Inderjit Chopra, a professor of aerospace engineering at the University of Maryland who led the design study, found that an electric version of a two-man Robinson R-22 helicopter could theoretically fly for only 10 minutes before the batteries ran down.”I would like to see a hybrid helicopter in the next 5 to 10 years,” he says. And tilt-rotors? “They’re a lot further off, because the takeoff energy is so high.” Scott, who has sunk $500,000 of his own money into the project, is confident that his hybrid setup skirts his critics’ concerns. “They can be skeptical,” he says, “and we’ll hover outside their window.”

 

Fonte: www.impactable.net/ Falx Air/ Voarnews - pesquisa&ilustration militanciaviva