NASA兰利研究中心：开创航空航天创新

现兰利研究中心前身为国家航空咨询委员会（NACA）于1917年建立，是美国首个民用航空实验室。同年晚些时候在弗吉尼亚州汉普顿附近兰利机场开始建设。

1931年，当时世界最大风洞建成，测试段30×60英尺，称兰利全尺寸风洞。可研究当时全尺寸飞机，二战时期几乎每款美国战机设计的减阻研究都在此进行。全尺寸风洞后续测试了水星太空舱、登月着陆器测试车、F-16、超音速运输概念和航天飞机。

兰利国家跨音速设施用液氮更贴近模拟飞行条件，提供世界上最精准风洞数据。自80年代初运行以来，为波音777/767、航天飞机发射配置、公务机概念、奥赖恩发射逃逸系统提供数据。

NASA着手应对载人航天挑战时，兰利贡献力量。太空任务组设在兰利，60年代初迁休斯顿前规划美国早期太空计划。兰利员工设计月球着陆设施，一座250×400英尺桁架龙门架，悬吊登月舱，缆绳系统承担除1/6重量外所有重量，用于训练所有阿波罗宇航员登月。阿波罗计划结束后，设施改装悬吊仪器化全尺寸飞机和直升机，释放至撞击条件以改进飞机抗撞性。随着奥赖恩概念发展，设施用于理解奥赖恩着陆土壤受力，后加水冲击池理解水上着陆。

60年代中期，兰利设计交会对接模拟器训练双子座和阿波罗宇航员。系统在兰利研究机库天花板悬吊全尺寸双子座后阿波罗舱。模拟器已拆除但悬吊系统仍留在机库天花板。

兰利今日通过多种飞行模拟器、风洞、实验室和计算软件支持NASA航空探索、科学和空间技术目标。

航空

无论致力于实现跨大陆超音速商业航班，还是让飞机更安全、安静、省油，兰利航空专家引导构想从绘图板走向现实。

与联邦航空管理局（FAA）合作，兰利研究员进行测试帮助专家评估飞机撞击安全。为减少死亡，研究员在兰利着陆冲击研究设施跌落全尺寸F-28福克运输机，生成数据供计算机模型测量抗撞性。数据将帮助制定明日创新飞机标准。

NASA通过低音爆飞行演示任务继续开启未来安静超音速飞行可能。兰利分担管理责任开发X-59安静超音速技术飞机，牵头计划评估美国多社区对X-59声音反应，朝解除超音速陆上飞行禁令迈进。

兰利研究员成功测试X-59外部视觉系统。用传感器、摄像头和计算机显示器组合替代前向驾驶舱窗，给飞行员增强现实前视视野。将为X-59今年首飞就绪。

兰利也测试新高效飞机概念，研究全电技术让飞行更清洁安静。与波音合作，兰利研究员设计、建造、测试跨音速桁架支撑翼模型，可通向更省油飞机。也为X-57麦克斯韦尔（NASA首架全电实验飞机）贡献设计方法和分析。

平价电动无人机涌入市场，企业投入空中出租车和自主个人飞行器概念，新航空时代似在曙光。兰利开发的无人机安全工具应对无人驾驶飞行实务：如何防无人机飞入禁区、防相互碰撞、紧急情况下如何安全着陆。

为理解新航空器在城镇运行，研究团队创建兰利飞行器8号，像直升机起飞的电动飞机。无人驾驶器用3D打印部件制造，在兰利12英尺低速风洞测试。除自主性，兰利探索对新航空器至关重要的诸多问题：空中交通管理、禁飞区、通信制导系统、安全飞行程序、噪音抑制。

兰利还开发两种新声学衬里实现飞机降噪，狭窄空间内弯曲通道可装配降噪。两实现为襟翼侧边衬里和起落架舱门衬里减少机身噪音。应用中声学衬里主要设计用于减少着陆时飞机噪音，帮助飞机符合日益严格机场噪音限制。

空间

兰利积极汇聚创新者、架构师、科学家、工程师，快速高效将小有效载荷送入太空。小卫星——NASA定义为重180公斤（397磅）或以下的航天器——可通过提供削减太空任务成本新选项、扩大太空准入，帮助机构推进科学和人类探索。

Shields-1辐射防护演示成为兰利首个成功自由飞行小卫星项目。搭乘Rocket Lab 2018年发射，与其他演示实验同步入轨。Shields-1测试兰利开发新屏蔽材料。

强大太空发射系统火箭将开启开创性NASA任务。兰利气动科学团队在中心单元风洞、14×22英尺亚音速风洞、国家跨音速设施风洞测试配置。

NASA成功升空逃逸-2试飞是保护即将执行月球任务、终将登陆火星宇航员的重要一步。奥赖恩发射逃逸系统项目在兰利管理，确保逃逸系统随时就绪。

约半鼠标大小，立体相机月球羽流表面研究（SCALPSS）将于今年作为有效载荷搭乘Intuitive Machines Nova-C月球着陆器前往月球。四个微型摄像头将展示航天器登月时底部发生什么。SCALPSS将提供着陆器火箭羽流在最后下降和着陆时在月球表面形成弹坑的重要数据。

SCALPSS数据将提供计算机模型指导后续着陆。SCALPSS摄像头将放置在着陆器底部周围，从着陆器热发动机羽流开始与月球表面相互作用的精确时刻起监测弹坑形成。摄像头将持续捕捉图像直到着陆完成。最终立体图像存储于机载小型数据存储单元，再发送至着陆器下行回传地球，允许研究员重建弹坑最终形状和体积。

兰利还塑造空间机器人建造技术，实现更长、更远任务。轻量表面操纵系统将由选中在月球着陆有效载荷公司使用。通过在轨服务、组装和制造项目组，研究员将学习如何用机器人和自主技术在月球和太空建设基础设施。

激光雷达

光探测和测距（LiDAR）已成为NASA强大多功能工具。兰利开发闪光激光雷达用于实时地形测绘和合成视觉导航。为利用视频速率获取的3D图像序列固有信息，兰利还开发嵌入式图像处理算法，可同时校正、增强并通过处理该图像序列生成高分辨率3D合成图像推导相对运动。

传统扫描激光雷达逐像素单激光脉冲光栅扫描生成图像帧，而闪光激光雷达像普通相机一样获取图像，用单激光脉冲生成图像。闪光激光雷达优势赋能机器人系统自主视觉制导控制。

导航多普勒激光雷达（NDL）被考虑用于确保行星天体安全精准着陆。NDL精准测量飞行器速度和位置，可助NASA将首位女性和下一位男性送上月球。

技术

• 远程无创心脏活动示踪器（RENCAT）—— 此激光测振传感器远程无创监测心脏活动；具体为瓣膜/腔室开合周期（心脏周期）。设备在远离心脏区域、不受患者衣物干扰情况下提供精确幅度和时序信息。

• 用于昆虫粘附缓解的疏水环氧涂层 — 含氟烷基醚环氧树脂作防虫涂层。为提升飞机效率开发的坚固耐用涂层，在汽车和风能等希望减少昆虫残留附着的各种应用中也可能有用。

• 防雷与损伤检测 — 专利SansEC传感器技术是经验证的无线传感平台，基于共振响应变化测量传感器邻近物质电阻抗。传感器展现独特特性分散雷击电流帮助减轻雷击损伤。风机叶片应用中，SansEC传感器阵列覆盖复合叶片表面，同时提供防雷和损伤感知。

• 无电气连接无线温度传感器 — 此传感器无需电气连接，构建于SansEC传感器平台，利用测量介电常数变化。传感器耐损、柔性、精准、低成本。一有前景应用是轮胎温度传感器。

• 3D打印机测试站 — 开发出能在挤出增材制造过程中原位测试材料沉积和层间粘合的测试站。技术解决3D打印过程中零件质量监测问题。新颖之处在于测试在组件构建过程中原位发生。

• 用于药品包装监测的无线传感器 — SansEC传感器可用于药品应用无需物理接触。可监测容器多属性如液体/粉末液位、内容物温度、变质引起变化。也可检测篡改。

技术转移

兰利研究中心技术知识和数据可供被许可人商业化。联系NASA许可礼宾部：Agency-[邮箱受保护]或致电202-358-7432启动许可讨论。了解更多NASA兰利信息请访问此处 .