富萊克斯公司研究的彈性機翼在降低阻力、提高燃油效率和減少起飛降落時的噪音方面都有不俗表現。如果能經過更進一步的飛行測試,其應用前景將十分廣闊。
從第一家噴氣式飛機誕生至今,飛機機翼的變動很小。僅有的一些變動也局限于諸如飛機小翼的改進、小角度的改變以及碳復合材料這類輕量材料在飛機上的運用。
美國航空航天局已與美國空軍研究實驗室合作,進行一項更為雄心勃勃的項目。項目名為“自適應柔性后緣機翼(ACTE)”,旨在用靈活的翅膀取代傳統的襟翼,在保持光滑表面的同時改變形狀。在四月份完成的一次飛行測試中,新的翼瓣展現出其在減少噪音、減少重量和節省燃料方面的巨大潛力。上圖節選自美國富萊克斯公司的視頻,顯示了新翼的運動范圍。
由富萊克斯公司研發的這種彈性機翼,試圖取代傳統的襟翼。現在的后緣翼瓣在機翼上開了一個缺口,氣流在這個缺口處不僅空氣動力學效率低下,而且在飛機起飛和降落時產生大量噪音。此外,該部位的存在會增加機翼的重量,進而降低燃油效率。
將富萊克斯的彈性機翼應用于現有飛機可以降低3-4%的阻力。如果機翼與新的飛機設計契合良好,預計可以節省12%的燃料。同時,消除機翼和襟翼之間的缺口將降低起飛和降落時4-6分貝的噪音。
ACTE機翼采用FlexFoil薄片表面,可以不斷地修改其外部形狀,將現有的柔性航天材料擬合為無縫骨架。由于美國法律規定,富萊克斯公司不能公布材料的成分。富萊克斯公司創始人Sridhar Kota解釋道,這種薄片的優勢在于晶格應力分布于整個結構的能力。隨著制動器的引入,機翼應該能夠在空中飛行時改變其形狀,同時像傳統機翼設計一樣符合航空動力學。
美國宇航局在2014年11月至2015年4月之間進行了一系列地采用改良機翼G-III的試飛。這些飛行試驗研究了富萊克斯機翼在實際使用中,效率和噪聲方面的表現。測試用飛機采用了隨增量變化的方向翼瓣,測試結果表明配置角度為2-30度,但富萊克斯公司聲稱配置為9-40度都是可以實現的。到目前為止,尚未進行飛行中移動襟翼的測試。
美國空軍研究實驗室的項目負責人Pete Flick稱:“測試過程中沒有遇到任何重大的技術難題,新的翼瓣已經做好了大幅度提高空軍和商業航空業功效的準備。”
將現有的飛機加裝無間隙襟翼,將為其在未來的使用鋪平道路。然而,在富萊克斯機翼投入廣泛使用之前仍有很多問題需要解決,例如在飛行中能夠微調的驅動器的測試尚未完成。雖然前景美好,這項新技術仍然需要更嚴格的測試,通過后才可以被廣泛應用于商用飛機。
責任編輯:王元
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