改變未來飛機面貌的NASA「變形」機翼

類別: 新奇

改變未來飛機面貌的NASA「變形」機翼

MIT和NASA研發的這種變形機翼將會給飛機設計帶來革命性的影響。這種扭來扭曲的變形機翼不再需要襟翼、副翼和小翼,讓飛機更加高效,更能適應不同環境。

鳥的翅膀一直都讓航空工業羨慕嫉妒恨。雖然人造飛機比鳥飛得更高更快,但它們終歸是笨重的機械,機翼僵硬無法活動。這就影響到它們的能量效率和燃油效率,限制了行動範圍和速度範圍。但是鳥類不同,它們能在飛行中感受微小或顯著的變化,從而調整翅膀,獲得更大的機動性。
所以,外形是關鍵,它決定了飛機的飛行能力。可是目前的死板設計又無法創造最高的效率。於是NASA和MIT的工程師們決定合作開發一款類似鳥類翅膀的機翼。

“變形的能力一直都是工程學所追求的,它能使用外部條件的變化,改善整體協調性,可以在不同介質中靈活行動,比如水或空氣,”團隊介紹說。

改變未來飛機面貌的NASA「變形」機翼

他們拋棄了傳統體系,從零搭建,使用“一套微型輕量子單元”製造了一個活動框架,並組裝成機翼。這些“子單元”是類似羽毛的重疊部件,形成了機翼的表面。整個框架僅由8個稍微有點溼軟的黑色碳纖維元件構成,覆蓋上光亮的橙色表面。而傳統機翼需要上百萬個塑料、合成及金屬零件製成。下圖就是NASA製作的1.5米機翼模型:

改變未來飛機面貌的NASA「變形」機翼

每個元件都有不同的硬挺度,連線起來就使機翼擁有了靈活性。只需兩個小引擎就能讓機翼扭動起來,改變它穿過空氣的角度。

“我們現在所展示的就是,這個機翼能實現更好的強度和硬挺度,同時重量極輕,比其他任何材料都好,”NASA的專案負責人Kenny Cheung說。
團隊將機翼模型放入NASA蘭利研究中心的風洞中,它展示了無與倫比的空氣動力學效能。“我們將風洞引數調到了最大,”Cheung說。

飛機機翼依靠副翼改變方向,靠襟翼在起飛時拉昇並減少降落距離。但是它們展開或者活動時,機翼表面就形成空隙,這會干擾氣流、降低效能而且產生噪音。

“因此需要複雜的液壓系統,還有其他致動器,增加了重量和複雜程度,也容易產生問題,”安博瑞德航空大學航空工程師Mark Sensmeier說。
團隊的完整研究已經發表在SoftRobotics上。

改變未來飛機面貌的NASA「變形」機翼原文請看這裡