

Zöldinfó
Csupaszárny repülők és rezgéscsillapító algoritmusok – így alakítják a jövő repülését a magyar mérnökök
Karcsúbb szárnyak, zöldebb repülés – magyar kutatók dolgoznak a jövő repülőgépeinek fejlesztésén.
Töltse ki a napelem-kalkulátort, és tudja meg, mennyibe kerülhet Önnek! Ingyenes kalkulálás itt (x)
Néhány évtizede a repülés még ritka luxus volt, mára viszont sokunk életének természetes része. Nyári vakáció, pár napos városnézés, üzleti út: a világ bármelyik pontja elérhető néhány óra alatt – írja az alternativenergia.hu. Ugyanígy a légi csomagszállítás is mindennapjaink része lett, az online rendelések globális hálózatától a sürgős ipari szállítmányokig. A növekvő légi forgalom azonban nemcsak a repülőtereket, hanem a bolygónkat is terheli. Ezért vált kulcskérdéssé, hogyan tehetjük a repülést egyszerre zöldebbé, gazdaságosabbá és biztonságosabbá – még a legzordabb időjárásban is. Ezen dolgoznak hazai kutatók a világ legnagyobb repülőgépgyártóival vállvetve. A HUN-REN SZTAKI Rendszer- és Irányításelméleti Kutatólaboratóriumának (SZTAKI SCL) szakemberei többek közt az Airbusszal dolgoznak együtt a légi teher- és személyszállítás hatékonyabbá tételén. Az alacsonyabb fogyasztású és kisebb károsanyag-kibocsátású repülőgépek a gazdasági előnyök mellett a légiközlekedés ökológiai lábnyomát is csökkentik, sőt, a fejlesztések révén turbulens időjárás esetén is biztonságosabban repülnek.
A manapság elterjedt repülőgép tervezési elvekkel nem szakítva, pusztán a rendszerek szorosabb együttműködésének optimalizálásával mintegy 10–15 százalékos üzemanyag-megtakarítást sikerült elérni az elmúlt időszakban. Ennek egyik alapvető módja a repülőgépek szerkezeti hatékonyságának növelése, a gép aerodinamikai tulajdonságainak javítása. Ez azt jelenti, hogy minél kisebb legyen a légellenállása, miközben a szárnyai a lehető legtöbb felhajtóerőt adják a legkevesebb üzemanyag-felhasználással. Az Airbus kutató részlege már a 2035-re sorozatgyártásra kész gépek technológiáin dolgozik. A fejlesztések egyik célja, hogy aerodinamikai szempontból minél hatékonyabb, nagy karcsúságú szárnyakat hozzanak létre. A fesztávot viszont nem lehet akárhogyan növelni: ha túl vaskos a szárny, akkor nő a légellenállás és még a repülési stabilitás is csökkenhet. A hosszú és vékony szárnyak ugyanakkor jelentősen javíthatnak a gép aerodinamikai tulajdonságain – és az ezekkel kapcsolatos technológiai kihívások megoldásában éppen a SZTAKI SCL kutatásai segítenek.
Kísérleteznek olyan repülőgépekkel is, amelyek úgynevezett csupaszárny kialakításúak. Ezek elterjedése akár további 20–25%-os üzemanyagmegtakarítást is eredményezhetne, ugyanakkor számos új kérdést is felvetnek: sok reptér csak jelentős átalakításokkal lenne alkalmas az ilyen gépek fogadására, illetve az utasok kényelmes elhelyezése is gondot okozna. Emellett a vizsgálatok szerint sokan tartanak az ismeretlen, nem hagyományos formáktól. Az utasok bizalma pedig kulcskérdés: a gyártók és légitársaságok számára komoly kockázat lenne olyan nagy értékű repülőgépeket szolgálatba állítani, amelyekre az utazók egy része egyszerűen félne felszállni.
Flatterjelenség és aeroelaszticitás
„A hosszabb és vékonyabb szárnyak hajlamosabbak a rezonanciára, vagyis arra, hogy bizonyos körülmények között a kisebb rezgések felerősödjenek, és egyre nagyobb kilengést okozzanak. A repülőgép szárnyai esetében ezt flatterjelenségnek hívják. A nagy frekvenciájú, nem szabályozott rezgés pedig súlyos szerkezeti problémákhoz vezethet, sőt, a szárny akár el is törhet – magyarázza Vanek Bálint, a SZTAKI SCL vezetőhelyettese. – Ráadásul egyes repterek nem tudnak bizonyos szárnyfesztávolság fölötti gépeket fogadni. Ilyen esetekben a szárnyvégek felhajtására van szükség, ami egyrészt növeli a szárny tömegét, másrészt további feladatot jelent a pilóta – adott esetben a robotpilóta – számára.” A SZTAKI SCL egyik fő szakterülete éppen a szárnyak repülés közbeni rezgésének modellezése és csillapítása. A labor az aeroelaszticitással foglalkozik – azzal, hogyan hat egymásra a levegő áramlása és a repülőgépszárnyak rugalmas szerkezete. „A repülési tesztek egy része csak szimulációban valósítható meg, ezért matematikai modellek segítségével elemezzük a szárnyak viselkedését turbulencia, széllökések és egyéb extrém körülmények esetén. A modellek alapján tervezzük meg azokat az algoritmusokat, amelyekkel majd a robotpilóta szoftver képes a szárny viselkedését aktívan szabályozni” – tette hozzá Vanek Bálint.
A SZTAKI SCL emellett olyan apró, gyors működésű szárnyfelületeket is fejleszt, amelyek aerodinamikai módon képesek a repülés közben jelentkező veszélyes szárnyrezgés gyors kioltására. Az Európai Unió kutatás-fejlesztési keretprogramja, a Horizon2020 keretében az Airbusszal karöltve készítették el azokat a szárnyfelületet mozgató speciális aktuátorokat, amelyeket a sugárhajtású Falcon magánrepülőgépeket gyártó francia Dassault is használ.

Zöld Energia
Dél-koreai kutatók: a napelemfák akár 99%-kal csökkenthetik az erdőirtást
A faszerű struktúrákon elhelyezett panelekkel kisebb területen ugyanannyi energiát lehet megtermelni, mint egy napelemparkban.

Töltse ki a napelem-kalkulátort, és tudja meg, mennyibe kerülhet Önnek! Ingyenes kalkulálás itt (x)
Dan-Bi Um, a dél-koreai Korea Maritime Institute munkatársa tanulmányában arra jutott, hogy az úgynevezett napelemfák ugyanannyi áramot képesek termelni, mint egy hagyományos fotovoltaikus park, miközben az erdőborítás veszteségét akár 99%-kal is csökkentheti – számol be az alternativenergia.hu. A napelemfák a természetes fák morfológiáját utánozzák, a panelek az ágak és levelek szerepét töltik be. A vertikális kialakítás lehetővé teszi a lombkorona felső részében történő fotovoltaikus termelést, miközben elegendő fény jut le az aljnövényzethez. Um 3D-s térinformatikai adatokat használt, és 2012-es műholdképek alapján szimulált napelemfákat Dél-Korea Geoseong megyéjének part menti erdőjében. 2014-ben ugyanott egy sík, rögzített napenergia-telepet építettek 22 856 m² területen, legfeljebb 25º-os lejtőn, 271 m maximális magasságban, 4347 napelemmel, összesen 1000 kW kapacitással. Um a fotómontázsok elkészítéséhez Google Earth Pro képeket, Adobe Photoshopot és 3D terepmodellezést használt, ami elfogadott módszer a tervezett tájmódosítások vizualizálására.
A szimulált napelemfák a Hanwha Q CELLS Korea 2017-es szöuli telepítését vették alapul, a helyszínen egy 4,8-szer 4,1 m méretű fán 35 db 330 W-os panel található, azaz egy-egy fa 11,5 kW teljesítményű. A szakember fejlettebb, 450 W-os paneleket tartalmazó típussal is számolt, itt a teljesítmény 15,8 kW-ra nőtt.
A fákat 20 méteres távolságra helyezte el a szimulációban, így összesen területen 97 darab volt telepíthető. 1 MW eléréséhez 300 W-os panelekkel 87 fa, 450 W-os panelekkel 63 fa szükséges. A kutató kiemelte, hogy a napelemfák lineáris elrendezése az erdőborítás 99%-át megőrizheti, míg hagyományosan telepített napelemek esetén azonos teljesítmény eléréséhez az erdő 98%-át ki kellene vágni. Bár a kutatás Dél-Koreára összpontosít, a módszertan más országokban is alkalmazható a megújuló energia bővítése és az erdei ökoszisztémák védelme érdekében.
2022-ben a Korea Maritime Institute egy másik csoportja ugyanezen technológiára alapozva a fotovoltaikus erdő koncepciót javasolta: hegyvidéki erdőterületeken a lombkoronában napelemes termelés folyhatna, miközben a lentebb szinten megőrződne a széndioxid-elnyelés.
-
Zöld Energia1 hét telt el a létrehozás óta
Magyarország több áramot termel, mint amennyit fogyaszt – áttörés a megújulókban
-
Otthon1 hét telt el a létrehozás óta
Luxusnégyzetméterek Budán: akár 2 millió forint is lehet az ára
-
Zöld Energia5 nap telt el a létrehozás óta
Geotermikus energia a gáz helyett: új korszak kezdődik az energiarendszerben
-
Zöldinfó4 nap telt el a létrehozás óta
Kommunális hulladék: a rendszer változatlanul működik, bírságolás nincs
-
Zöldinfó1 hét telt el a létrehozás óta
Kisiskolások fedezték fel Bécs városi természetének sokszínűségét