This post is also available in:
English (אנגלית)
מתכנני מטוסים שואפים זה שנים לפתח כנפיים המסוגלות להסתגל לתנאי טיסה משתנים. משטחים קבועים הם תמיד פשרה: צורת כנף המותאמת להמראה אינה אידיאלית לשיוט, וכנף שתוכננה ליעילות בגובה עלולה לתפקד באופן ירוד בעת תמרון. אף שהרעיון של כנפיים משנות־צורה — או "כנפיים מורפיות" — מבטיח טיסה חלקה ויעילה יותר, ההתקדמות בתחום הואטה בשל חומרים שהיו חלשים מדי, מורכבים מדי, או שאינם מסוגלים לשנות צורה שוב ושוב תחת עומסים אווירודינמיים אמיתיים.
כעת הדגימו חוקרים דרך אפשרית להתגבר על החסם הזה באמצעות חומר חדש מבוסס־מתכת, שתוכנן להתכופף, להתאושש ולהסתגל במהלך הטיסה. החומר פותח מסגסוגת זיכרון־צורה של ניקל–טיטניום, והוא מסוגל לשנות צורה באופן חלק ולחזור למצבה המקורי ללא צירים מכניים או מפעילים כבדים. בניגוד לפתרונות פולימריים, הוא שומר על החוזק הנדרש לשימוש תעופתי, תוך מתן גמישות מבוקרת.
המפתח אינו מצוי בסגסוגת עצמה, אלא במבנה הפנימי של המתכת. באמצעות תהליך הדפסה תלת־ממדית מדויק של מתכת — היתוך אבקה בלייזר — יצרו החוקרים מאפיינים גליים מיקרוסקופיים ברוחב של כ־0.3 מ"מ בלבד. על פי דיווח של Interesting Engineering, דפוסים פנימיים אלה מאפשרים לחומר להתעוות בצורה צפויה תוך פיזור אחיד של המאמצים. כאשר החומר מחומם, מופעל אפקט זיכרון־הצורה, והוא חוזר ליותר מ־96 אחוז מצורתו המתוכנתת גם לאחר עיוותים משמעותיים.
באופן מעניין, ההשראה לא הגיעה מציפורים או חרקים, אלא מקליפת הזרעים של צמח סוקולנטי. פני השטח של הצמח כוללים גבולות תאיים גליים המפזרים לחץ במקום לרכזו בנקודה אחת. תרגום התבנית הטבעית הזו לרשת מתכתית דמוית חלת־דבש אפשר לחוקרים להשיג מבנה המסוגל להימתח באופן ניכר — עד כ־38 אחוז — מבלי לאבד את שלמותו.
כדי לאמת את הקונספט, נבנו ונבחנו מקטעי כנף ניסיוניים. מקטעים אלה הצליחו לשנות צורה באופן חלק בטווח זוויות רחב, גם בטמפרטורות נמוכות הדומות לאלה השוררות בגובה רב. ממצאים אלה מצביעים על כך שהחומר עשוי לפעול בתנאי טיסה אמיתיים, ולא רק בסביבת מעבדה.
מנקודת מבט ביטחונית, משטחי כנף אדפטיביים עשויים להיות בעלי ערך מיוחד. מטוסים צבאיים פועלים בפרופילי משימה מגוונים — משיוט ארוך־טווח ועד תמרון אגרסיבי — ולעיתים קרובות בתנאים אטמוספריים משתנים. כנפיים משנות־צורה יכולות להפחית גרר, לשפר טווח ושהייה, ולהגביר שליטה מבלי להוסיף מורכבות מכנית שמעלה עומסי תחזוקה או סיכון לכשל. יכולת הסתגלות כזו עשויה לתמוך גם בפלטפורמות בלתי מאוישות עתידיות, שיידרשו למטב ביצועים באופן אוטונומי.
השלב הבא יהיה שילוב חיישנים ואלקטרוניקה בתוך המבנה, כך שהכנפיים יוכלו לנטר את צורתן ולהתאים אותה בזמן אמת. אם המהלך יצליח, הוא עשוי לסמן מעבר לעבר משטחי מטוס המגיבים באופן פעיל לסביבתם — ולא רק שורדים אותה באופן פסיבי.
המחקר פורסם כאן.
