AFRL 弯度变形机翼起飞
空军研究实验室(AFRL,美国俄亥俄州赖特-帕特森空军基地)最近成功完成了一项改变游戏规则的弯度变形机翼技术的飞行演示,该技术可以显着增加飞机的航程和性能。
AFRL 开发的可变弯度兼容机翼 (VCCW) 能够改变形状以提高空气动力学性能并根据各种飞行条件和任务进行变形。机翼弯度,或机翼表面的形状,是空气动力飞行的基本要素。具有离散铰链控制面的常规机翼具有更大的阻力,而具有平滑外倾角的机翼则高效且机动。根据空气动力学条件变形机翼的能力将使飞机在需要时增加升力,而不会增加重量——通常是在起飞和着陆时——并在飞行时提高燃油效率和机动性。
这次飞行实验展示了 VCCW 的第二次迭代,比第一次更小、更紧凑,主要用于风洞实验。这个 8 英尺长的机翼设计用于在商用现成遥控飞机上飞行,模拟无人驾驶飞行器。在 2019 年 9 月和 10 月举行的系列飞行中,机翼低速飞行,完成了多次机动并展示了主动形状控制,以优化减阻和提高灵活性。
单件复合蒙皮
VCCW 具有光滑和连续的蒙皮结构,不仅通过消除尖锐的表面和间隙来降低噪音,而且还提高了空气动力学性能。据 AFRL 高级结构概念团队负责人和 VCCW 项目经理 James Joo 博士说,改进的空气动力学转化为潜在的显着燃料节省。
“早期估计显示 VCCW 技术可将飞机油耗降低 10%,”Joo 说。 “这是我们的主要目标之一,它符合空军降低整体能源成本的努力。”
根据 TechBriefs.com 上 2019 年 12 月的一篇文章:
“机翼可以主动重新塑造机翼弯度高达 6%,并且整个蒙皮是无缝的、连续的,并且由单片、不可拉伸的复合蒙皮制成 .机翼的平滑共形形状是通过来自底层柔顺机构的分布式弹性变形获得的,并且 3D 形状变化也可以通过使用沿跨度的分布式驱动系统沿展向方向的弯度变化来实现。与以前的技术相比,前缘和后缘偏转的单驱动控制是 VCCW 的另一个非常独特的方面。它采用先进的制造技术制造而成,是一种重量轻、功耗低、成本低的解决方案。”
推进柔性机翼技术
AFRL 研究工程师兼变形机翼设计师贾里德·尼利 (Jared Neely) 称此次演示是推进柔性机翼技术供作战人员使用的重要一步。
“此次演示的成功让我们相信,这项技术可以用于更高级别的车辆,从而充分利用这项技术可以真正提供的许多好处。”
Joo 补充说,虽然其他研究机构已经探索了变形外倾角概念,但 AFRL 的版本是独一无二的,因为它是一个真正的灵活机翼,没有任何独立的控制面来协助起飞和着陆。这种无缝表面可以增加整体射程,使其成为各种远程平台的理想选择。他表示,该团队将继续完善这一概念,并探索其他方式可以使现有飞机受益。
“我们对这次演示的成功感到兴奋,”Joo 说。 “我们正在继续探索这项技术可以为未来空军飞机开发提供的机会。”
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