据外媒报道，NASA与波音公司正在持续研究航空业的未来形态，其重点在于一种革命性的新型机翼设计。这种设计可使机翼更长、更薄，从而提升效率、降低阻力，并有望减轻飞机在湍流中遇到的振动。

这种机翼可能成为航空器的颠覆性技术。目前，NASA和波音的专家们正在探索与这项新技术相关的研发工作与挑战。更长、更薄的机翼将减少阻力，使其在飞行中具有柔性，并最大程度地减弱湍流条件下感受到的颠簸。

未来已近

NASA与波音的“集成自适应机翼技术成熟度”合作项目，已对一个高于常规展弦比的机翼模型进行了多次风洞测试。此项测试旨在理解飞机获得效率提升的新途径，同时评估这种机翼可能面临的潜在压力与问题。

与更短、更刚性的机翼相比，柔性机翼会因大气干扰或飞行控制输入而产生更大的运动。更高的展弦比意味着更高的燃油效率，因此重点在于充分利用这一效率，同时控制并增强机翼的稳定性。NASA弗吉尼亚州汉普顿兰利研究中心的航空航天工程师詹妮弗·平克顿解释道：

“当你拥有一个非常柔性的机翼时，它会进入更大幅度的运动。阵风载荷和机动载荷等因素，可能会比小展弦比机翼引起更强烈的激励。高展弦比机翼也往往更省油，因此我们正试图在利用这一优势的同时，控制其气动弹性响应。”

精准的工程

细长机翼有可能遇到一种被称为颤振的现象，即飞机在强风条件下会发生振动和摇晃。这通常会导致飞机产生剧烈的相互作用，也就是湍流。当前进行的部分测试，旨在分析飞机概念设计中当前存在的气动弹性不稳定性特征，以便规避这些不稳定性。

NASA和波音持续研究风对飞机的影响，以及如何可能减轻转弯和机动带来的机翼载荷，从而最小化机翼颤振的发生几率。减少或控制这些问题有望提升飞机性能、改善整体燃油消耗，并提供更舒适的乘客体验。

机翼颤振是飞机上一种自激振动，当气动力量作用于结构弹性时，会引起弯曲或扭转，并无法控制地放大。这种现象是气流激发了机翼的固有频率，并可能呈指数级持续增长，因此需要精心设计以防止其发生。

目前的相关测试正在受控环境中进行，因为使用全尺寸商用飞机进行测试并不现实。NASA兰利跨声速动力学风洞（高16英尺，宽16英尺）非常适合此类测试，因为它可以容纳如图所示的较大比例模型。

缩比飞机模型

通过与NextGen Aeronautics合作，NASA和波音得以将一个标准尺寸的飞机按比例缩小，并制造出一个精确模型。该模型模拟了飞机右侧部分，并配备了一个13英尺长的机翼。它被安装在兰利风洞的墙壁上，研究人员可以调整和控制翼面及气流，以测试机翼的耐久性。

安装在风洞内的仪器和其他传感器可以测量施加在模型上的力，以及模型如何响应这些条件。首次测试于2024年进行，其获得的基线读数可用于与更精细的模型和构型进行对比。

最近，测试发现最新技术能力能显著减少机翼的摇晃，这一成果可能应用于下一代飞机机翼设计。与NASA“先进空中运输技术”项目的合作，将通过该机构的“先进航空器”计划（隶属于NASA航空研究任务理事会）继续进行新技术的研究与开发。

分享

微信分享 复制链接

微信扫一扫分享

收藏