空客真的仿照信天翁的翅膀,開始製造、測試機翼

2020-11-25 澎湃新聞

空客真的仿照信天翁的翅膀，開始製造、測試機翼

2020-10-24 21:30 來源：澎湃新聞·澎湃號·媒體

信天翁一號（AlbatrossONE）驗證機日前成功進行了全流程演示，標誌著全新裡程碑的實現。演示期間，其翼尖比第一階段測試時長75%。最新的飛行測試活動證明翼尖的自由擺動可以減輕機翼負荷，並且避免翼尖失速，從而改善飛機性能。

由於信天翁擁有幾乎不會感到疲勞的長距離飛行能力，因此，航空工程師們能夠從它們身上獲得很多如何提高飛機性能的知識。空中巴士「信天翁一號」項目團隊對這種海鳥產生了濃厚的興趣，他們針對自由擺動翼尖（即能夠對陣風進行反應和適應）這一原理進行了測試。

「信天翁一號」完成第二階段測試

這款配備「半氣動」鉸鏈翼尖的小型遙控驗證機最近成功完成了第二階段的飛行測試。空中巴士半氣動彈性鉸鏈項目負責人湯姆·威爾遜和「信天翁一號」首席工程師詹姆斯·柯克討論了這種創新技術對未來飛機的潛力。

問：「信天翁一號」項目的靈感來自信天翁。這種獨特的海鳥如何激發空客工程師的靈感？

湯姆：信天翁的翼尖實際上有點類似於半氣動彈性鉸鏈翼尖。信天翁可以將其翅膀「鎖定」在肩膀上以進行長距離飛行，但當面對陣風時，它們可以「解鎖」肩膀，以便更好地迎風飛行。半氣動彈性鉸鏈翼尖與之完全相同。

信天翁能夠連續翱翔數百公裡而無需扇動翅膀

詹姆斯：巧合的是，半氣動彈性鉸鏈翼尖的展弦比大約能夠達到18（即翼展與平均弦長之比），這與最大的信天翁的比率完全相同，而今天的飛機上這一數字是9或10。翼展和展弦比對於減少空氣阻力十分重要。

「信天翁一號」進行系鏈測試，驗證操縱品質

問：什麼使「半氣動彈性鉸鏈翼尖」如此創新？

詹姆斯：半氣動彈性鉸鏈翼尖能夠使飛機在陣風中「衝浪」，而不會將彎曲載荷（即在機體內產生彎曲應力的外部載荷）傳遞至主翼。這意味著我們需要更少的材料（如碳纖維增強聚合物）來使機翼足夠堅固，以承受陣風載荷，從而減輕飛機的重量。另外，由於不會將來自更長翼尖的額外載荷傳遞到主翼，因此翼尖的長度能夠在不增加機翼重量的情況下得到延長。

問：這如何影響飛機性能？

湯姆：半氣動彈性鉸鏈翼尖能夠使飛機的性能發生顯著變化：翼展的大幅增加對機翼重量的影響極小，這將有助於減少阻力，從而顯著減少燃油消耗和二氧化碳排放。升力引起的阻力約是大型飛機阻力的40%，但這個數字隨著翼展的增加而下降。在不增加機翼重量的情況下，半氣動彈性鉸鏈翼尖的翼展有超過50米的潛力。

「信天翁一號」進行搖擺測試，驗證質量特性

問：「信天翁一號」團隊於今年7月完成了第二階段飛行測試。這一階段的目標是什麼，實現了什麼？

詹姆斯：2019年以來，我們成功完成了一系列創新的地面測試，這些測試確認了驗證機的質量特性、機翼失速表現以及翼尖釋放和恢復機制等問題。在第一階段試飛活動後，我們又成功完成了第二階段全流程演示，其中涉及在飛行前將翼尖從垂直位置移至水平位置，並在飛行後再次移回。我們還使翼尖在起飛前就能夠擺動，以改善側滾控制並在飛行過程中針對高負載進行調整，然後將它們鎖定以進行高效的巡航。

湯姆：全流程演示還證明了自由擺動的翼尖可以減輕機翼載荷，同時與固定翼的翼尖相比可提高滾轉率，並避免著陸時翼尖失速。在某次飛行中，我們還演示了如何使用自由擺動的翼尖使飛機安全平穩地降落。

貨車測試模擬風洞，驗證氣動性能以及翼尖釋放和恢復機制

問：半氣動彈性鉸鏈翼尖概念是否會應用於未來的飛機？如果是，大概什麼時候？

湯姆：現在我們已經在小比例原型機上實現了概念驗證，我們將繼續努力，使這項技術在更大的飛機上走向成熟。

詹姆斯：在證明它是可行的產品之前，我們仍然需要大量的工程工作。「信天翁一號」項目團隊有動力實現這一目標，並激發其他工程師對未來的飛機貢獻奇思妙想。

本文轉載自公眾號：空中巴士

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