AFRL彎度變形機(jī)復(fù)合材料表面能使主動重顯輪廓高達(dá)6%
2020-01-02
光滑的復(fù)合材料蒙皮可實現(xiàn)高達(dá)6％的主動重塑輪廓，并節(jié)省10％的燃料
空軍研究實驗室（AFRL，美國俄亥俄州懷特-帕特森空軍基地）最近完成了改變游戲規(guī)則的彎度變形機(jī)翼技術(shù)的成功飛行演示，該技術(shù)可以顯著提高飛機(jī)的航程和性能。
AFRL開發(fā)的可變彎機(jī)柔順機(jī)翼（VCCW）能夠改變形狀以改善空氣動力學(xué)性能，并使其自身適應(yīng)各種飛行條件和任務(wù)。機(jī)翼外傾角或機(jī)翼表面形狀是空氣動力飛行的基本要素。具有離散的鉸接控制表面的常規(guī)機(jī)翼具有更大的阻力，而具有平滑外傾角的機(jī)翼則高效且可操縱。根據(jù)空氣動力學(xué)條件使機(jī)翼變形的能力將使飛機(jī)在需要時增加升力，而不會造成重量損失（通常在起飛和著陸時），并且在飛行時具有更高的燃油效率和機(jī)動性。
這次飛行實驗演示了VCCW的第二次迭代，它比第一次更小，更緊湊，主要用于風(fēng)洞實驗中。這個八英尺長的機(jī)翼被設(shè)計成可在現(xiàn)成的商用遙控飛機(jī)上飛行，模擬無人飛行器。在2019年9月和10月舉行的系列飛行中，機(jī)翼以低速飛行，完成了多次演習(xí)并演示了主動形狀控制，以優(yōu)化減阻和提高敏捷性。
VCCW具有光滑連續(xù)的蒙皮結(jié)構(gòu)，不僅消除了尖銳的表面和縫隙，從而降低了噪音，而且還改善了空氣動力學(xué)性能。 AFRL高級結(jié)構(gòu)概念團(tuán)隊負(fù)責(zé)人兼VCCW項目經(jīng)理James Joo博士認(rèn)為，改進(jìn)的空氣動力學(xué)性能可節(jié)省大量燃油。
Joo說：“早期估計顯示，VCCW技術(shù)可將飛機(jī)的油耗降低10％?！?“這是我們的主要目標(biāo)之一，它符合空軍降低總體能源成本的努力?！?/span>
根據(jù)TechBriefs.com 2019年12月的一篇文章：
“機(jī)翼可以主動重新塑造高達(dá)6％的翼型外輪廓，并且整個蒙皮是無縫的，連續(xù)的，并且由單件不可拉伸的復(fù)合蒙皮制成。機(jī)翼的平滑共形形狀是通過基礎(chǔ)順應(yīng)性機(jī)構(gòu)的分布式彈性變形獲得的，而3D形狀更改也可以通過使用沿跨度的分布式驅(qū)動系統(tǒng)沿跨度方向的外傾角變化來實現(xiàn)。與之前的技術(shù)相比，VCCW的另一個非常獨特的方面是用于前緣和后緣偏轉(zhuǎn)的單驅(qū)動控制。它采用先進(jìn)的制造技術(shù)制造而成，可實現(xiàn)輕巧，低功耗和低成本的解決方案?！?/span>
先進(jìn)的機(jī)翼技術(shù)
AFRL研究工程師兼變身機(jī)翼設(shè)計師Jared Neely稱，這次演示是為作戰(zhàn)人員使用靈活機(jī)翼技術(shù)邁出的重要一步。
“這次演示的成功使我們充滿信心，可以將該技術(shù)用于高級汽車，以充分利用該技術(shù)可以真正提供的諸多好處?！?/span>
Joo補(bǔ)充說，盡管其他研究組織已經(jīng)探索了變形弧度的概念，但AFRL的版本卻是獨一無二的，因為它是真正的柔性機(jī)翼，沒有任何離散的控制面來輔助起降。這種無縫的表面可以增加總范圍，因此非常適合各種遠(yuǎn)程平臺。他說，該團(tuán)隊將繼續(xù)完善這一概念，并研究使其現(xiàn)有飛機(jī)受益的其他方式。
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