未来的飞机是什么样子?NASA最新设计曝光:飞行时机翼会自动变形

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  飞机机翼传统上坚固,厚实而坚固,但是由美国国家航空航天局领导的一组研究人员创造了一种灵活的机翼,在它飞行时会变形。

  美国宇航局研究工程师尼克克莱默说,新机翼的尺寸为14英尺或4米,由数千个装配在一起并以类似于鸟翼的方式运行的单元构成。

  “像秃鹰这样的东西会在它巡航的时候锁定它的关节,然后它(调整)它的机翼到它的巡航更加理想的形状,然后当它想要做一个更激进的机动它将解锁它的肩膀。他们在接受电话采访时说,这与我们在这里做的事情类似。

  但研究人员本周在“智能材料与结构”杂志上发表了一篇论文,研究人员表示,这不仅仅是新机翼功能与众不同的方式。

  

  出于测试目的,这个初始机翼是手工组装的,但未来的版本可以由微型机器人构建。图片来源:Kenny Cheung,美国宇航局艾姆斯研究中心

  该团队,包括美国宇航局和麻省理工学院的专家,表示他们的设计可以显着提高飞机的未来制造和维护效率。

  来自美国宇航局艾姆斯研究中心的研究科学家Kenneth Cheung举了波音787梦想飞机的例子,它是由身体部件构成的,它们需要特大的模具和烤箱来制造它们,然后才能运输更大的飞机到装配点。这同样适用于空中客车A380。

  “在实施这些新设计时,企业需要投入的成本规模和基础设施数量非常大,”Cheung在电话采访中说。“因此,我们正在努力减少所有这些项目,以便您可以在材料方面具有相同的性能,但能够在不设置当前所需的所有基础架构的情况下制造它。 “

  新的机翼是通过将纤维增强聚醚酰亚胺注入三维模具来创建每个部件而形成的,这一部分锁定在一起,最终可以由一群装配机器人完成。

  “传统上你必须拥有一个比你正在制造的工厂更大的工厂,在这里,单元结合在一起的方式可以让你准确地预测出什么样的形状,只是根据你放在一起的组件的数量,“张说。

  超轻的模块化结构也可轻松打包以便运输,这也使其成为另一个目的的理想包装 - 送入太空。

  克莱默说:“所有这些事情都很好地被发射到轨道并组装成一个非常大的空间结构。” “因此,这是一个非常有吸引力的应用程序,我们正在积极研究 - 这些格子状结构在太空中的机器人装配。”

  

  机翼组件正在建造中,由数百个相同的子单元组装而成。

  虽然更便宜,更灵活的飞机的概念可能会吸引商业航空业,但在机场附近的任何地方都可以看到需要克服的主要障碍。

  一个关键问题是将材料整合到现有系统中,这可能需要完全改变传统的飞机设计方法。这需要时间,研究,当然还有金钱。

  “如果你想证明推动航空航天业传统制造工艺的合理性,你必须有一个很好的理由,”克莱默说。“因此,你的业绩增长必须足以证明这一点。这不是关于它是否可行,而是关于它是否具有财务可销售性。”

  

  该系统还设计为可编程的,因此在飞行的不同阶段,机翼形状将根据空气动力载荷条件的变化自动变形。图片来源:美国宇航局艾姆斯研究中心Eli Gershenfeld

  Cheung说,如果该技术最终进入商用飞机,它不仅有可能改变制造,还有飞机的维护。

  “制造系统越模块化,你就越有可能达到这样的程度,你可以高效地更换零件,以便你可以保持飞机服务,甚至到达你的位置”已经取代了飞机上的每个部件。这是用船做的事情,“他说。

  “这个项目的关键是,我们已经证明模块化是目前实现这些材料性能的最佳方式。”

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