人為見風轉舵太麻煩，MIT 與 NASA 研發自動變形飛機
一些工程師總是熱衷於改造飛機。最近 NASA 與麻省理工學院（MIT）科學家合作開發出一款變形機翼，由數千個小模塊構成，表面看上去如一片龍麟，能根據周遭環境變化自動調整形狀以控制飛機飛行，使各階段空氣動力學效率達到最高。<span style="text-decoration: line-through;">可惜不是變形金剛。</span><p>飛機的正式名稱叫固定翼飛機（Fixed-wing aeroplane），顧名思義，負責控制氣流通過以產生飛機升力的機翼為一固定構造。在機翼後緣有另可單獨操縱的活動面，靠外側的稱為副翼，用來控制飛機的滾轉運動；靠內側則是襟翼，在飛機起降階段負責增加升力或阻力，如果你剛好坐在機翼附近的靠窗位置，便可以看見副翼與襟翼在飛行途中會上下傾斜。</p> <p>飛機在不同飛行階段（起飛、巡航、高技巧操作、著陸等）都有不同的最佳機翼參數值，但傳統機翼由金屬與復合材料製成，剛性不可折，而且非常重，從設計、製造到維護的成本都很高昂，並沒有特別針對某一飛行階段進行最佳化設計，也因此勢必犧牲了一些空氣動力學效率。</p> <p>然而，一種能隨著環境變化不斷自動變形的機翼，將為每個飛行階段帶來最佳體驗。NASA 與麻省理工學院團隊現在便成功設計出這種原型：可隨周圍應力條件變化而自動改變形狀的變形翼。</p> <figure><img style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="https://img.technews.tw/wp-content/uploads/2019/04/09181206/airplane-wing1.jpg" alt="人為見風轉舵太麻煩，MIT 與 NASA 研發自動變形飛機" width="600" /></figure> <p style="text-align: center;"><strong>▲ 變形翼原型機的內部結構。</strong></p> <p>新機翼由數千個微小三角支柱以螺絲連接成晶格骨架，最外層再覆蓋類似聚合物的材料，特殊設計使機翼可以根據特定類型的應力條件以特定方式彎曲，具有傳統機翼的剛度，但輕度與極低密度媲美氣凝膠。做個比較，新型機翼的密度為 5.6 公斤 / 立方公尺，橡膠的密度則是 1,500 公斤 / 立方公尺。</p> <p>研究人員說，由於機翼整體結構基於更微小的子單元，所以晶格形狀是什麼並不重要，你可以根據需求選擇最適合的幾何形狀，這項技術除了可應用在未來的航空飛行器，比如機身、機翼融為一體的混合機翼外，也能做為風力發電機的新型旋轉葉片、新型橋梁結構、或在太空中自組裝的儀器設備等。</p> <p><a href="https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1361-665X/ab0ea2/meta">新論文</a>發表在《智慧型材料與結構》（Smart Materials and Structures）期刊。</p> <p>（首圖來源：<a href="http://news.mit.edu/2019/engineers-demonstrate-lighter-flexible-airplane-wing-0401">NASA/麻省理工學院</a>）</p> <ul> <li><a href="https://newatlas.com/mit-nasa-morphing-wings/59109/">MIT and NASA develop auto-morphing &ldquo;metamaterial" wing made of hundreds of tiny parts</a></li> <li><a href="https://www.livescience.com/65134-shapeshifting-airplane-wing-invented.html">Airplane Wing Assembles Like a Jigsaw Puzzle and Can Morph Into Any Shape</a></li> <li><a href="http://news.mit.edu/2019/engineers-demonstrate-lighter-flexible-airplane-wing-0401">MIT and NASA engineers demonstrate a new kind of airplane wing</a></li> <li><a href="https://www.popularmechanics.com/flight/a27005675/nasa-mit-transforming-wings/">NASA and MIT&rsquo;s Transforming Wing Could Change How Planes Are Built</a></li> <li>本文授權轉載自：<a href="https://technews.tw/2019/04/09/mit-nasa-airplane-wing-fixed-wing-aeroplane-morphing/">TechNews（科技新報）</a></li> </ul><a href="https://www.facebook.com/TKbang">加入T客邦Facebook粉絲團</a><img src="http://feeds.feedburner.com/~r/techbang/~4/PNOcb6EaM20" height="1" width="1" alt=""/>
