近日，波音公司公布了一項(xiàng)專(zhuān)利，通過(guò)3D打印人造冰，并把它應(yīng)用在機(jī)翼邊緣上，用在適航認(rèn)證中來(lái)測(cè)試飛機(jī)的穩(wěn)定性和方向舵，從而大幅減少測(cè)試成本。
這是3D打印在航空領(lǐng)域的另一個(gè)潛在應(yīng)用，波音公司已經(jīng)向美國(guó)專(zhuān)利局申請(qǐng)了一種專(zhuān)利方法，就用3D打印人造“冰”。該公司并不打算讓這種新奇冰塊為 頭等艙乘客服務(wù)，而是用來(lái)打印可以粘貼到機(jī)翼上的復(fù)合形狀。根據(jù)波音公司的專(zhuān)利細(xì)節(jié)，這將有助于簡(jiǎn)化和減少飛機(jī)的適航認(rèn)證成本。
如果你曾經(jīng)在一個(gè)明朗的冬天早晨外出，你可能已經(jīng)看到過(guò)布滿閃閃發(fā)光冰晶的樹(shù)和草。這些都是當(dāng)冷水滴碰到固體表面時(shí)，突然產(chǎn)生的結(jié)晶。在草原上，這 一個(gè)過(guò)程甚至是一個(gè)迷人的風(fēng)景，但在飛機(jī)上，如果冰積聚在機(jī)翼的前緣，卻有著致命的危險(xiǎn)，這將降低飛機(jī)的空氣動(dòng)力學(xué)特性，并增加一個(gè)致命的失速風(fēng)險(xiǎn)。
正因?yàn)槿绱?，美?guó)聯(lián)邦航空局FAA和其他國(guó)家及國(guó)際航空機(jī)構(gòu)都要求所有新飛機(jī)必須進(jìn)行適航認(rèn)證，保證飛機(jī)能在積冰條件下仍能安全飛行。這是通過(guò)將待認(rèn)證飛機(jī)放置到風(fēng)洞中，并在飛機(jī)上粘貼玻璃纖維和樹(shù)脂，并將它們的紋理做得與冰類(lèi)似，進(jìn)行模擬飛行試驗(yàn)。
波音公司表示，這個(gè)過(guò)程有許多缺點(diǎn)，它是緩慢，昂貴而不精確，并且可能會(huì)損壞價(jià)格昂貴的飛機(jī)。而該公司給出的解決方案就是，推出3D打印來(lái)創(chuàng)造人造冰的形狀并進(jìn)行飛行測(cè)試，這樣逼真的適航認(rèn)證試驗(yàn)?zāi)芨訙?zhǔn)確的測(cè)量飛機(jī)在積冰情況下的飛行狀態(tài)。
根據(jù)該專(zhuān)利申請(qǐng)，所生產(chǎn)的人造冰一開(kāi)始就與飛機(jī)的計(jì)算機(jī)模型相連。形狀被精確地設(shè)計(jì)，并裝配到所述翼型件表面上，在那里它們被穩(wěn)定的附連到機(jī)翼的前 緣，并利用冰的粘性，使用雙面膠來(lái)代替螺栓舵。這不僅創(chuàng)造了一個(gè)穩(wěn)固的附著，也容易在測(cè)試完成后，通過(guò)破壞膠粘劑來(lái)讓冰從飛機(jī)上分離開(kāi)來(lái)。
各類(lèi)冰形狀可以在計(jì)算機(jī)中進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括它的密度和質(zhì)地，然后生成一系列的CAD文件，來(lái)塑造一個(gè)復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，來(lái)模仿實(shí)際的結(jié)冰條件。而這些 CAD文件在計(jì)算機(jī)中可以輕松復(fù)制，從而也使得整個(gè)過(guò)程更加可控。而冰的形狀可以做成所希望的厚度和剛度，并用來(lái)評(píng)估飛機(jī)需要應(yīng)對(duì)的各種條件。
波音公司表示，這些形狀甚至可以打印識(shí)別編碼和標(biāo)記，以確保它們放在正確的位置和并進(jìn)行正確的排隊(duì)。整個(gè)過(guò)程通過(guò)高級(jí)流程圖可以進(jìn)行各型材料，包括金屬和復(fù)合材料進(jìn)行三維印刷。（
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