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研究学者开发会「变形」的飞机机翼

用小单元「骨架」组成的新种机翼可以视状况自动变成最有效率的状态。

Andy Yang
2019 年 4 月 2 日, 傍晚 09:02

如果你常坐飞机靠窗的位置的话,可能会发现在起飞、降落时,机翼上会「伸」出许多额外的小翼片来。这些名为「襟翼」的结构,主要是在低速飞行时增加翼面积和气流下压的角度,协助以较大的阻力换取更高的升力。等到飞行飞到高空时则会将它们收进机翼中,让机翼维持高速飞行时的高效率状态。

然而,不仅是这些小翼代表着额外的载重,支撑并驱动它们的机构也是不小的额外重量,而机翼本身又因为这些额外的重量,而须要更厚重的骨架,又再让机翼更厚重了。NASA 和 MIT 合作的研究,就是希望能打破这点,打造出直接「变形」的机翼,省下这一大堆结构的重量。



在投稿至《Smart Materials and Structures》期刊的论文当中,研究团队描述了一种极轻量、由数一千计的小「骨架」单元所组成的翼面,像是用火柴棒组成的图形一样,上面覆盖着一层具有伸缩性的聚合物薄膜。因为骨架是中空的,因此整体的密度可以降的非常低,而且只要微微改骨架单元间的角度,就能改变机翼的形状,乃至于其气动特性。这使得飞机的机翼重量有望大幅降低。

自然,这样的概念不会是现在才有人想到,但靠着近期的材料与生产技术突破,科学家得以将每个小元件生产所需的时间,由数分钟降至 17 秒,而且科学家们希望其规则、重复性高的结构,能让机器自动组装成为可能,大幅降低机翼的生产难度。

当然,一但机翼不再须要靠传统方式生产后,接下来的问题,就是飞机是否还有必要保留传统的「一根圆柱、两支翅膀」的构型了。如果能让机翼与机身合而为一的话,或许可以带来更高的内容量呢?不过,现在想这些都还太远了,想要采用这样技术的飞机出现在天空中,恐怕不是几十年内可以发生的,毕竟在安全性等方面,还有待实证。相对的,反而是用在风车的旋翼上,让其更有效地利用风力,是更有可能先出现的应用呢。

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