在空军方面邀请我们改装湾流III飞机5年之后,我们的工作完成了,包括设计、改装、地面测试和首次试飞前的准备工作。FlexFoil和装着FlexFoil弹性机翼的飞机再一次接受NASA的检验,测试它在高风速、低气温和气压突变等情况下的表现。为了得到精确完整的数据,在FlexFoil机翼部分就安装了多达112个应变片(strain gauge)、60个加速度计和不计其数的传感器,这些设备收集着机翼上4300个位置的飞行状态相关的数据和信息。
2014年11月6日,我们的湾流III飞机在加州大沙漠进行了试飞,展示了世界上最先进的可变形弹性机翼。为了保证安全,我们并没有在飞机上控制改变机翼形状,而是在地面远程控制FlexFoil。经过在NASA的阿姆斯特朗飞行研究中心进行的22次飞行试验,我们的弹性机翼可以向上弯曲2度,向下弯曲的角度最大可达32度,换言之,这样的安装在机翼后缘的弹性机翼可以轻微地向上弯曲,而向下弯曲则可以起到与传统的襟翼相同的作用。
我们的测试数据显示,当FlexFoil弯曲至传统襟翼所处的角度时,可以产生最大5000千克的升力。这样的表现是飞机在20000至40000英尺高度,载有很大负重的条件下实现的。在一系列测试中,我们试验所用的飞机受到最大1875千克的飞行动压(dynamic pressure,单位面积机翼的升力),这一数据远远超过传统的商用飞机。在任何方面,FlexFoil都是无懈可击的。
基于测试数据,我们认为,FlexFoil可以在零下53摄氏度至82摄氏度的温度范围正常工作,使用寿命是商用飞机周期的5倍左右。这样的结果表明,我们的FlexFoil弹性机翼实用、轻便且可靠,可以实际应用在现代商用飞机上,在多种飞行条件下展现出顶尖的性能。
目前,我们的首要任务是让航空业的领导者了解可变形机翼的优势,而这一点还有些困难,因为他们对于新技术总是持谨慎态度。去年11月,我们去了西雅图的Aviation Partners公司的一家合资企业,他们的主要业务是制造和销售客机上用于提升燃油效率的翼梢小翼。我们一起合作成立了一家名叫Aviation Partners FlexSys的公司来推广FlexFoil。我们还计划,在2020年将FlexFoil装在商用飞机上进行测试。
航空业专家预测,下一代飞机将采用无缝隙设计,这项技术也可以应用于下一代飞机,把飞机机身和机翼集合成一个整体来制造。波音公司和NASA已经对此进行了一些试验,包括混合翼飞机,如果把FlexFoil融合进去,在不久的将来,飞机就可以更加安静高效。
在更遥远一些的未来,我们的弹性可控机翼表面可以在固定翼飞机之外的领域发现更多的应用。任何在空气中或在水中运动的部件,都可以利用弹性表面来改善性能。我和同事们已经开始研究在直升机的螺旋桨叶片的前端和后缘利用弹性材料来改变叶片表面形状,从而改善螺旋桨的性能。先前的一些研究表明,这些可变形叶片每秒可以15次改变形状,从而改善直升机的升阻比并且减小振动。其他的应用可能包括了潜水艇的相关部件,汽车以及风力涡轮机。
在商用航空业,研发和试验一种新技术,往往要花费15年甚至更长的时间,但是如果可以像我所期望的那样,飞机工程师们能够以更加开放的心态接受弹性机翼的设计,整个行业做出技术调整的时间就可以大大缩短。
本文来源:不详 作者:佚名