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新一代可變形機翼,減少噪音及燃料消耗

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在NASA、空軍研究實驗室(Air Force Research Laboratory)、及密西根州富萊克斯公司(FlexSys Inc.)的合作之下,新一代可變形的機翼誕生了!新一代變形機翼能替航空業每年的燃料費省下幾百萬美金、還可以減輕機身的重量、減少飛機在起飛和降落時所發出的噪音。

這項計畫稱為「自適性柔性機翼後緣」(Adaptive Compliant Trailing Edge),研究員以可變換形狀的裝置取代傳統的鋁製襟翼,並設計成沒有接縫、可彎曲、變形的表面。過去六個月以來,位於加州阿姆斯壯飛行研究中心的測試小組已試飛了二十二航次。

打從1998年,空軍研究實驗室就開始與富萊克斯公司合作。他們在2006年為不同構造的飛機設計了先進的機翼及後緣,並進行風洞試驗。在2009年,空軍研究實驗室更與NASA的「環境責任航空工程」(Environmentally Responsible Aviation)合作,在第三代的灣流(Gulfstream)噴射機上裝置由富萊克斯公司設計與製作的自適性柔性機翼後緣,也讓其專利技術得以合併。

這項新技術可以用於現有飛機的機翼改造上,甚至可以與新型的機身合為一體。如此一來,工程師就可以減少機翼的重量、也可以依據航空動力學來調整機翼,一方面減少飛機的耗油、提升運作效率,另一方面也減少飛機在飛行時對環境所造成的危害及所發出的噪音。

NASA環境責任航空工程的專案經理Fay Collier說「這項飛行試驗的成功代表NASA的環境責任航空工程又向前躍進了一大步」,他也表示:環境責任航空工程將在今年完成八項大型的技術整合示範計畫,以減少航空業對環境所造成的影響,而自適性柔性機翼後緣計畫是這八個計劃中的第一個。

飛行試驗是檢驗這個概念適不適合運用在實際飛行時的關鍵。在實驗的監控下,試飛飛機襟翼表面的角度由-2度上升至30度。儘管自適性柔性機翼後緣有辦法在飛行的全程中彎曲變形,測試小組仍在每次的飛行試驗中保留一項不變的項目,以在最安全的狀況下收集增量數據。

這些飛行試驗的結果將被運用於NASA位於維吉尼亞的朗格里研究中心的權衡研究項目中,以協助未來大型運輸機的設計。

資料來源:NASA successfully tests shape-changing wing for next generation aviation. Phys.org [Apr 29, 2015]

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泛科學特約編譯作者。一個很容易臉紅的女生,最想去的國家是印度。