به‌كارگيري پوسته‌هاي پليمري در فناوري مورفينگ

Use of Polymer Skins in the Morphing Technology

در اين مقاله، ويژگي‌هاي مكانيكي و گرمايي پوسته‌هاي استفاده شده در فناوري مورفينگ بررسي شده است. بال‌هاي مورفينگ به بال‌هايي گفته مي‌شود كه قابليت تغييرشكل و هندسه خود را دارند. اگرچه مهندسان، پيكربندي‌هاي مختلفي از بال‌هاي داراي شكل متغير ارايه داده‌اند، اما در زمينه موادي كه مي‌توان از آنها به عنوان پوسته اين گونه بال‌ها استفاده كرد، مطالعات چنداني انجام نگرفته است. ماده مناسب براي استفاده در پوسته بال‌هاي مورفينگ بايد كشسان و انعطاف‌پذير باشد و قابليت بازيابي حالت اوليه خود را تا حد زيادي داشته باشد. همچنين، ماده بايد در برابر شرايط مختلف آب و هوايي، عوامل ساينده و مواد شيميايي مقاوم بوده و عدد سختي آن نيز به‌قدر كافي زياد باشد تا بارهاي آيروديناميك وارد بر هواپيما را تحمل كند. بر مبناي برخي از اين ضوابط، موادي انتخاب شده‌اند كه در بازارهاي تجاري عرضه مي‌شوند. موادي كه در اين پژوهش بررسي مي‌شوند، شامل نوعي از پلي‌يورتان‌هاي گرمانرم، الاستومر كوپليمر، پليمرهاي حافظه‌دار و مواد بافته شده هستند. در ابتدا، تاريخچه انواع پيكربندي‌هاي استفاده شده در بال‌هاي مورفينگ بحث و بررسي مي‌شوند. اين پيكربندي‌ها و اشكال گوناگون نشان دادند، يك ماده سخت را نمي‌توان به عنوان پوسته بال مورفينگ به‌كار گرفت.

Skins related-morphing technology, are studied with relation to their mechanical and thermal properties. Morphing wings are those wings that can undergo self-change in shape and geometry. Although, engineers present different configurations for self-changing wings but there are not much studies on skin materials in this wings. A suitable material in morphing skins has to be elastic and flexible and capable of fast recovery to its initial condition. Also, it should be resistant against different environmental conditions, chemicals and abrasive agents, and sufficient hardness number of its structure to tolerate the aerodynamic loads. According to the above notes, the commercial materials are selected to meet the necessary requirements and include thermoplastic polyurethane, elastomeric copolymer, shape memory polymers and woven materials. First, history of different configurations of morphing wings is described and it is concluded that different configurations and shapes must not include hard materials as morphing wings.