本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点
在我们2014年5月刊中,斯里达尔·科塔,密歇根大学工程学教授,以及FlexSys公司的创始人兼总裁,发表了一篇关于他长期致力于将复杂的多部件机器重新设计为柔性一体式设备的文章 (需要订阅)。科塔自 1990 年代以来一直在研究变形飞机机翼。他和他的同事现在在这项追求中达到了一个里程碑:柔性飞机控制面的试飞成功,这是一种可变形的一体式机制,可以取代飞机机翼上的传统襟翼。科塔和他在美国宇航局和美国空军的合作者表示,这次测试是航空领域的一个首创。
科塔在五月刊中讲述了他寻找单体飞机机翼的整个故事,但简短的版本是这样的。在 1990 年代中期,科塔开始想知道是否有人尝试制造过变形一体式飞机机翼。他发现确实有人尝试过。莱特兄弟尝试过。附近的赖特-帕特森空军基地的工程师也尝试过,当当时还在密歇根大学的科塔来访时,他们对此很感兴趣。
二十年后,在美国空军研究实验室的支持下,科塔和他的合作者将第一个柔性机翼送上了天空。在加利福尼亚州爱德华兹空军基地的飞行测试中,FlexSys 的工程师用 18 英尺长的 FlexFoil 飞机控制面取代了一架湾流 III 喷气式飞机上的主要后缘襟翼,您可以在此视频中看到它的工作原理。科塔告诉我,这架飞机没有任何备用襟翼。
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以下是科塔本周在发给我的电子邮件中总结的测试结果
“第一次试飞是在 11 月 6 日。自那以后,美国宇航局每周都会进行飞行测试,并将持续 3 个月。迄今为止进行的飞行测试包括在 20,000 和 40,000 英尺高度以 0.75 马赫的速度飞行,以及高达 1.7G(连续负载)的各种倾斜机动,使 FlexFoil 控制面承受各种负载条件。到目前为止,所有测试都非常成功 - 没有任何问题。最重要的是,昨天的飞行测试使机翼承受了最严重的动态压力之一(384 psf),但没有任何问题!”
柔性襟翼背后的想法是创建一个可以在整个飞行过程中进行微调的机翼,其精度是传统襟翼无法达到的。其结果应该是更简单、更安静、更可靠、更省油。2006 年,FlexSys 将柔性机翼的原型安装在 Scaled Composite 的 White Knight 飞机底部,并在莫哈韦沙漠上空进行了试飞。那次测试的结果使科塔估计,最终,在新制造的、充分利用柔性机翼的飞机中,该技术可以将燃油消耗降低 12%。正如科塔今年早些时候在我们的版面上写道,在一个每年消耗 160 亿加仑喷气燃料的行业中,这可能意义重大。
要了解更多关于科塔的柔性机器的信息,请参阅他在我们五月刊上的文章(需要订阅)。