变形翼技术如何让天空更干净？

外媒宣布，由莱昂纳多公司牵头的“洁净天空”和“支线飞机扭曲机翼”项目已进入与翼尖、机翼前缘和后缘相关的变形概念高级设计阶段。

鸟翼在航空应用方面有很大潜力。

在过去，“像鸟一样飞”是无数古人的梦想，但即使在航空技术高度发达的今天，“像鸟一样飞”仍有其先进之处。众所周知，机翼是飞机飞行的主要部件，在飞行中有目的地改变机翼的形状(如机翼后掠角、翼展和弯度等。)可以有效增加机翼的效率。

其中最常见的是飞机起飞和降落时，机翼需要借助副翼、襟翼、扰流板等操纵面改变形状，以达到最理想的机翼参数。然而，目前这样的调节方式繁琐、复杂、效率低下，而在自然界中，鸟类的翅膀很容易做到这一点。

其实早在20世纪80年代，各国就开始致力于像鸟翅膀一样灵活摆动的可变形飞行器机翼的研究。当时，美国空军在F-11战斗轰炸机上测试了“任务适应翼”。

这种机翼结合了可变后掠角和无缝弯度技术，可以根据飞行情况自动改变机翼的几何参数，进而降低20%以上的飞行阻力。但由于当时技术不成熟，这种机翼增加了飞机的重量和功率要求。

近年来，随着柔性结构技术的进步和商用飞机增多带来的提高飞行效率和减少排放的需求，可变形机翼技术再次得到发展。

例如，2016年，麻省理工学院的研究团队设计了一种全新概念的可变形机翼，它是由许多类似鳞片或羽毛的小型轻质结构件组成的。

这种结构片由碳纤维增强聚合物等高比模量材料制成，可以像积木一样组合成各种形状，结构片也可以像鳞片或羽毛一样相互移动。通过一个小的驱动电机向翼尖施加一个扭矩，机翼就可以在展向均匀变形。

最终机翼的形状和弹性可以通过仔细选择结构件的尺寸、材料和组装方式来精确控制。

变形的翅膀让天空更干净。

莱昂纳多公司主导的“洁净天空”和“支线飞机扭曲机翼”项目，是人类模仿鸟类飞行的又一突破。其基本原理是通过调整机翼的形状和弧度来优化机翼的气动性能，以适应相应飞行阶段所需的构型，尤其是在飞行的上升和下降阶段。

目前，研究人员正在考虑引入先进的前缘变形设备，并与变形后的后缘结合，通过使用两个或三个铰链，使机翼更像鸟的翅膀，可以连续旋转或移动，更自由地改变机翼的形状。

在控制系统的帮助下，气动阻力的可能影响被最小化，而无需飞行员的直接干预。

目前“支线飞机畸变机翼”项目已进入与翼尖、机翼前缘、后缘相关的变形概念高级设计阶段。相关的风洞试验项目计划在两年内分几个阶段进行。

第一阶段将侧重于与起飞和着陆条件相关的低速飞机的性能评估。第二阶段将集中于阵风冲击衰减系统。第三阶段将采用1:3比例模型对高速柔性机翼进行评估，研究变形装置的气动性能和甩负荷能力。

所有这些实验步骤都是为最后的验证步骤做准备，与结构主动减载系统相连的主动翼尖变形装置将安装在现有飞机上，并进行相应的改装。

据预测，未来支线航空运输将以年均6%的速度增长3倍，这将产生约9000架新支线飞机的市场需求，从而大大增加全球航空排放负担。“支线飞机变形机翼”技术一旦成功，可以带来显著的节能和环保效益，其作用将不可估量。

变形机翼技术:是指通过模仿鸟类的翅膀，在飞行中有目的地改变机翼形状，从而有效增加机翼效率的技术。