تتقدم صناعة الطيران خطوة كبيرة نحو المستقبل، حيث ابتكر فريق من جامعة نانجينغ للطيران والفضاء (NUAA) في الصين مادة معدنيةذكية يمكنها أن تغير شكل أجنحة الطائرات أثناء الطيران.
هذه التقنية الجديدة تعد بتحسين الأداء وتقليل مقاومة الهواء، وقد تفتح آفاقًا جديدة في تصميم الطائرات التجارية والعسكرية على حد سواء، مستوحاة من حكمة الطبيعة وبراعة الخلايا النباتية الصغيرة.
استلهام الطبيعة في التصميم
استند الباحثون في تصميمهم إلى غلاف بذرة نبات الحَبَّة الصغيرة (Portulaca oleracea)، حيث تساعد الخلايا المتموجة على توزيعالضغط بالتساوي.
المادة المطورة خفيفة الوزن، قوية ومرنة، وقادرة على استعادة شكلها الأصلي تلقائيًا دون أي تدخل خارجي، ما يجعلها مناسبة لتحديات الطيران الحديث.
تجاوز التحديات التقنية
كانت المواد القابلة لتغيير الشكل تواجه صعوبات كبيرة، إذ كانت المواد البوليمرية ضعيفة أو الهياكل الميكانيكية ضخمة وغير قادرة علىالتكيف في الوقت الفعلي، ولحل هذه العقبات، استخدم الفريق سبيكة ذاكرة شكل من النيكل والتيتانيوم، مُصنعة بتقنية الانصهار بالليزرلبودرة المعادن ثلاثية الأبعاد (LPBF)، ما سمح بتشكيل ميزات دقيقة جدًا بعرض 0.3 ملم، وخلق هيكل معدني نشط يتحمل القوى الهوائيةويعيد تشكيل نفسه تلقائيًا.
الأداء والاختبارات
أظهرت التجارب أن المادة قادرة على التمدد بنسبة تصل إلى 38% قبل الانكسار، بالإضافة إلى استعادة أكثر من 96% من شكلهاالأصلي عند التسخين.
كما نجح الفريق في تصميم نماذج أولية لأجنحة الطائرات يمكنها تعديل شكلها بسلاسة ضمن زاوية −25° إلى 25° تحت ظروف درجاتحرارة منخفضة مشابهة للارتفاعات العالية للطيران.
التطبيقات المستقبلية
تتيح هذه التقنية تطوير أجنحة ذكية قابلة للتكيف في الوقت الفعلي، مع دمج أجهزة استشعار ومكونات إلكترونية لمراقبة وضبط شكلالأجنحة تلقائيًا وفق ظروف الطيران.
من المتوقع أن تصبح هذه المواد جزءًا أساسيًا في تصميم الطائرات التجارية والعسكرية، ما يعكس قوة الجمع بين الهندسة الحديثة والإلهاممن الطبيعة.
ويعد ابتكار المادة المعدنية الذكية قفزة نوعية في صناعة الطيران، حيث يمكن للأجنحة التكيف مع الظروف الجوية المختلفة لتحسين الكفاءةوالأمان، هذا البحث يفتح آفاقًا جديدة للمواد المتقدمة والطائرات المستقبلية، ليصبح مفهوم الذكاء الميكانيكي جزءًا من سمات الطائرة الحديثة.
