信天翁一號（AlbatrossONE）驗證機(jī)日前成功進(jìn)行了全流程演示，標(biāo)志著全新里程碑的實(shí)現(xiàn)。演示期間，其翼尖比第一階段測試時長75%。最新的飛行測試活動證明翼尖的自由擺動可以減輕機(jī)翼負(fù)荷，并且避免翼尖失速，從而改善飛機(jī)性能。
由于信天翁擁有幾乎不會感到疲勞的長距離飛行能力，因此，航空工程師們能夠從它們身上獲得很多如何提高飛機(jī)性能的知識?？罩锌蛙?ldquo;信天翁一號”項目團(tuán)隊對這種海鳥產(chǎn)生了濃厚的興趣，他們針對自由擺動翼尖（即能夠?qū)﹃囷L(fēng)進(jìn)行反應(yīng)和適應(yīng)）這一原理進(jìn)行了測試。
這款配備“半氣動”鉸鏈翼尖的小型遙控驗證機(jī)最近成功完成了第二階段的飛行測試?？罩锌蛙嚢霘鈩訌椥糟q鏈項目負(fù)責(zé)人湯姆·威爾遜和“信天翁一號”首席工程師詹姆斯·柯克討論了這種創(chuàng)新技術(shù)對未來飛機(jī)的潛力。
問：“信天翁一號”項目的靈感來自信天翁。這種獨(dú)特的海鳥如何激發(fā)空客工程師的靈感？
湯姆：信天翁的翼尖實(shí)際上有點(diǎn)類似于半氣動彈性鉸鏈翼尖。信天翁可以將其翅膀“鎖定”在肩膀上以進(jìn)行長距離飛行，但當(dāng)面對陣風(fēng)時，它們可以“解鎖”肩膀，以便更好地迎風(fēng)飛行。半氣動彈性鉸鏈翼尖與之完全相同。
詹姆斯：巧合的是，半氣動彈性鉸鏈翼尖的展弦比大約能夠達(dá)到18（即翼展與平均弦長之比），這與最大的信天翁的比率完全相同，而今天的飛機(jī)上這一數(shù)字是9或10。翼展和展弦比對于減少空氣阻力十分重要。
“信天翁一號”進(jìn)行系鏈測試，驗證操縱品質(zhì)
問：什么使“半氣動彈性鉸鏈翼尖”如此創(chuàng)新？
詹姆斯：半氣動彈性鉸鏈翼尖能夠使飛機(jī)在陣風(fēng)中“沖浪”，而不會將彎曲載荷（即在機(jī)體內(nèi)產(chǎn)生彎曲應(yīng)力的外部載荷）傳遞至主翼。這意味著我們需要更少的材料（如碳纖維增強(qiáng)聚合物）來使機(jī)翼足夠堅固，以承受陣風(fēng)載荷，從而減輕飛機(jī)的重量。另外，由于不會將來自更長翼尖的額外載荷傳遞到主翼，因此翼尖的長度能夠在不增加機(jī)翼重量的情況下得到延長。
問：這如何影響飛機(jī)性能？
湯姆：半氣動彈性鉸鏈翼尖能夠使飛機(jī)的性能發(fā)生顯著變化：翼展的大幅增加對機(jī)翼重量的影響極小，這將有助于減少阻力，從而顯著減少燃油消耗和二氧化碳排放。升力引起的阻力約是大型飛機(jī)阻力的40%，但這個數(shù)字隨著翼展的增加而下降。在不增加機(jī)翼重量的情況下，半氣動彈性鉸鏈翼尖的翼展有超過50米的潛力。
“信天翁一號”進(jìn)行搖擺測試，驗證質(zhì)量特性
問：“信天翁一號”團(tuán)隊于今年7月完成了第二階段飛行測試。這一階段的目標(biāo)是什么，實(shí)現(xiàn)了什么？
詹姆斯：2019年以來，我們成功完成了一系列創(chuàng)新的地面測試，這些測試確認(rèn)了驗證機(jī)的質(zhì)量特性、機(jī)翼失速表現(xiàn)以及翼尖釋放和恢復(fù)機(jī)制等問題。在第一階段試飛活動后，我們又成功完成了第二階段全流程演示，其中涉及在飛行前將翼尖從垂直位置移至水平位置，并在飛行后再次移回。我們還使翼尖在起飛前就能夠擺動，以改善側(cè)滾控制并在飛行過程中針對高負(fù)載進(jìn)行調(diào)整，然后將它們鎖定以進(jìn)行高效的巡航。
湯姆：全流程演示還證明了自由擺動的翼尖可以減輕機(jī)翼載荷，同時與固定翼的翼尖相比可提高滾轉(zhuǎn)率，并避免著陸時翼尖失速。在某次飛行中，我們還演示了如何使用自由擺動的翼尖使飛機(jī)安全平穩(wěn)地降落。
貨車測試模擬風(fēng)洞，驗證氣動性能以及翼尖釋放和恢復(fù)機(jī)制
問：半氣動彈性鉸鏈翼尖概念是否會應(yīng)用于未來的飛機(jī)？如果是，大概什么時候？
湯姆：現(xiàn)在我們已經(jīng)在小比例原型機(jī)上實(shí)現(xiàn)了概念驗證，我們將繼續(xù)努力，使這項技術(shù)在更大的飛機(jī)上走向成熟。
詹姆斯：在證明它是可行的產(chǎn)品之前，我們?nèi)匀恍枰罅康墓こ坦ぷ鳌?ldquo;信天翁一號”項目團(tuán)隊有動力實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，并激發(fā)其他工程師對未來的飛機(jī)貢獻(xiàn)奇思妙想。
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