美國航空航天局近日在愛德華茲空軍基地測試了一架縮微比例的原型飛機,這架飛機機翼的尖端可以在飛行中變形,向上或向下彎曲,來改變飛機的空氣動力學特性。

會變形的機翼不新鮮。

舉例來說,1974 年服役的美國空軍F-14“雄貓”戰鬥機的機翼就可以在水平面上變形,在三角翼和後掠翼之間切換;1964 年試飛的NASA XB-70 超音速轟炸機的機翼尖端可以向下折疊,用以兼顧飛機在低速和超音速時不同的空氣動力學需求。

在靜止狀態下機翼可以折疊節省空間的飛機就更多了,最新的比如有波音777-X 科技,為了節省機場空間,機翼尖端的超臨界翼梢小翼可以在降落時向上折疊揚起。

但這之前的所有飛機,不管是水平折疊還是垂直折疊,不管是飛行中變形還是靜止狀態下收容,都是依靠液壓系統。但NASA 最新測試的這一架原型機,機翼折疊依靠的是特殊的可變形金屬。

NASA 旗下的阿姆斯特朗飛行中心、格倫研究中心、蘭利研究中心和波音公司一起推進這個項目。這個項目的全稱是“翼展自適應機翼”(SAW)項目,簡單的說就是要研發一種新型的可以變形的機翼。

在試飛中,這架像大型航模的實驗飛機在空中飛行時,機翼兩端可以在向上和向下的70 度之間折疊,依靠的是一組通電加熱就可以變形的記憶金屬部件,比傳統的液壓系統要輕80%。

在過去,工程師們早就發現了機翼的單一形狀不能兼顧飛行的所有狀況,尤其是亞音速和超音速之前的切換。在1960 年代,NASA 為美國空軍測試的XB-70 “女武神”超音速轟炸機,它的大型三角形機翼的尖端就可以在飛行中利用液壓系統向下折疊。在超音速飛行中,向下折疊的機翼可以讓整架飛機成為“乘波飛行器”,利用超音速時產生的激波,XB-70 可以額外產生30% 的升力。

XB-70 “女武神”超音速轟炸機,圖中折疊機翼處在下垂位置。這種飛機在建造了兩架實驗飛機之後項目被關閉/Wikipedia

NASA 現在測試的變形機翼,也是在為超音速飛行做準備。在使用了記憶金屬變形結構之後,民用飛機也可以在較小的機身體積下,利用較低的成本實現可能的超音速飛行。

下一個階段,這種記憶金屬變形機構將安裝在美國空軍F-18 戰鬥機上進行測試。

現階段,在“協和”超音速飛機之後,民用領域一種超音速飛機都沒有,在這種記憶金屬技術的基礎上,或許未來會有可以兼顧低噪音、經濟型和速度的民用飛機出現。