MIT•NASA合研可變形機翼 扭動翼身減風阻 提升無人機飛行效能

麻省理工學院(MIT)美國太空總署(NASA)合作研發的「可變形機翼(morphing wing)」,以多個小型部件組成骨架和鱗片,不但可自由改變整片機翼的形狀和角度,以減低風阻,而且生產成本亦比傳統機翼為低。

改善機翼空氣動力學

可變形機翼採用嶄新的結構,在鋁製骨架上,鋪上多塊 Kapton 聚醯亞胺薄片,如魚鱗般重疊,並可各自郁動;只要在翼尖施加壓力,觸發摩打(馬達),便可扭動機翼邊緣,從而改變機翼攻角(attack of angle),以提高飛行速度。

一般情況下,如要改善機翼的空氣動力學表現,通常從內部的機械結構著手。《可變形機翼》論文作者兼 MIT 位元與原子中心總監 Neil Gershenfeld 教授指出,以前的機翼設計往往因為本身太重,致使無法如預期般大幅提高空氣動力學效能,只可達到「很小的實際效果」。

至於可變形機翼,不但其空氣動力學效能可媲美傳統固定機翼,其翼身重量更只有後者的十分之一,因而可有效提升飛行效能。

MIT可變形機翼特寫(morphing wing)
MIT 可變形機翼以鋁骨架及多塊薄片組成。

減省製造成本又環保

可變形機翼除可改善飛行效能外,更可提升生產效率。組成「可變形機翼」的每塊薄片,形狀和大小均一致,只是裝嵌方式不同而已。要大量製造一模一樣的細小零件,生產程序也較容易簡化,有助減省生產成本。

此外,假如機翼損毀了,保修人員可選擇進行局部維修,只修補和替換機翼受損的部分,令維修時間和成本也可大幅降低。目前研究團隊已研製出可組裝這種機翼的機器人原型機。

有份參與研究的 NASA 指,可變形機翼對航空業意義重大。飛機裝上這款新型機翼後,既可提升飛行效能,又可降低燃料成本,更有助減少排放溫室氣體,對維護地球氣候出一分力。

Gershenfeld 教授預計,可變形機翼技術可用來製造長程無人機的機翼,亦可應用於興建各類摩天大廈、橋樑、太空構建物等。

MIT 可變穖翼扭動中
MIT 可變形機翼把逐個薄片扭轉,從而改變整個機翼的形狀。

資料來源:麻省理工學院華爾街日報
照片來源:Kenneth Cheung / NASA

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作者:伍彤

喜歡真摯而持平的心得,「不必分數我更愛意想不到」。熱愛日常生活科技,最近對航拍興趣特濃,急不及待要與人分享新知和想法。耐性比頭髮短。

 

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