麻省理工开发出超轻可变形复合材料机翼

麻省理工学院(MIT)和美国国家航空航天局(NASA)的研究人员已经开发出一种可变形的超轻复合材料机翼,整个机翼可以弯曲和扭曲,就像一个多世纪前莱特兄弟的“飞行者1号”那样。这种新型机翼是用高强度薄片覆盖铝质框架,而不是使用帆布覆盖木质框架。

麻省理工开发出超轻可变形复合材料机翼-CompositesPlus

麻省理工学院认为,新的复合机翼可以降低襟翼和副翼的重量和复杂性,其重量将是传统飞机机翼的十分之一。目前新型机翼正在小型遥控飞机上开展测试工作。

麻省理工开发出超轻可变形复合材料机翼-CompositesPlus

机翼上覆盖有“鱼鳞”状的聚酰胺纤维结构

麻省理工学院的工程师在软体机器人杂志(journal Soft Robotics)上写道,“轻质、高性能的弹性机翼通过整个表面的弯曲来控制飞行”。机翼被聚酰亚胺薄膜(Kapton)覆盖,聚酰亚胺薄膜是一种可以抵抗极端热/冷环境的材料,已经成功用于航天器和卫星上。薄膜像鱼鳞一样层叠在机翼上,并且随着机翼的弯曲,每片“鱼鳞”也彼此滑动。

在飞行过程中,马达扭转两侧的翼尖,使得整个机翼通过改变形状以减少阻力、增加失速攻角并减少振动。变形机翼可以通过扭转过程来代替襟翼和副翼。

麻省理工开发出超轻可变形复合材料机翼-CompositesPlus

制造更简单,燃料消耗更少

麻省理工学院在报告中指出,新型机翼的制造将比传统铝质机翼更简单。专业微型机器人将利用小的、轻质的子单元来构建变形机翼,在机翼结构的顶部或内部爬行以组装零件。同样,这些机器人还可以定期检查损坏的零件并对这些零件进行修复或者更换。麻省理工学院已经开发出用于机翼建造的原型机器人,但是目前的试验机翼是手工组装的。

麻省理工开发出超轻可变形复合材料机翼-CompositesPlus

使无人机在高空中停留更长的时间

麻省理工学院比特和原子中心(CBA)主任尼尔·盖什菲尔德(Neil Gershenfeld)表示,变形机翼可能首先在无人机上使用,由于机翼很轻,这样可降低无人机重量,进而减少在空中的燃料消耗。一些电动无人机还可以在白天从太阳获得更多的能量,然后使用这些能量在整个夜间飞行。

麻省理工学院认为这种技术还可以应用到需要极端灵活性的设备上。例如,机器人手臂的连续灵活,不只体现在关节上。柔性风车叶片、桥梁以及摩天大楼也是其可能应用的领域。

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