美國《航空周刊》網(wǎng)站2016年10月26日刊文稱，波音將在2019年服役的777X飛機上采用折疊翼梢。由于人們對減阻和節(jié)油的追求，飛機翼展將不斷增加，這種折疊機翼裝置或?qū)⒊蔀槲磥砩逃蔑w機的標配。
為了獲得更佳的升力分布和巡航氣動效率，波音777X的翼展較777增加了7.3米。考慮到777X與現(xiàn)有機場設(shè)施(滑行道、機庫等)的相容性，波音采用了折疊翼梢。與波音只是在地面進行機翼折疊不同，NASA正在研究可在飛行中折疊的機翼對節(jié)油的好處。
NASA在新的收斂航空解決方案(CAS)計劃下開展的展向自適應(yīng)機翼(SAW)概念研究將開展飛行中折疊機翼概念的地面和飛行測試。目標是驗證是否可通過上下偏轉(zhuǎn)機翼部分外翼段的角度增加偏航穩(wěn)定性和控制力矩，以及減小方向舵尺寸、降低尾翼阻力。
除了提高亞聲速飛機效率外，飛行中折疊翼梢還可通過增加航向穩(wěn)定性和控制權(quán)限、產(chǎn)生機翼壓縮升力改善超聲速飛行的升阻特性。折疊翼梢在超聲速飛機上的應(yīng)用已于上世紀60年代在北美航空公司的XB-70“女武神”號超聲速轟炸機上得到驗證。
NASA首席研究員馬特·莫霍特表示，SAW概念將采用形狀記憶合金(SMA)致動器，關(guān)鍵是SMA致動器能否以足夠緊湊的結(jié)構(gòu)裝在機翼較薄的外翼段內(nèi)部而不會增加阻力。相比傳統(tǒng)液壓作動器，采用SMA致動器避免了系統(tǒng)布置的復(fù)雜性、降低了重量。
SMA概念是通過上下偏轉(zhuǎn)部分外側(cè)機翼從而增加偏航穩(wěn)定性和控制力矩，同時使垂尾面積減小、阻力降低
NASA計劃在2017年春天，利用Area-I公司的PTERA無人研究平臺進行SAW概念的小比例飛行試驗。PTERA無人機翼展4.47米，兩側(cè)機翼外側(cè)各有一段0.381米長的翼段通過鉸鏈與主翼相連，可偏轉(zhuǎn)75度。分析表明，該裝置偏轉(zhuǎn)可提供接近40%的偏航控制力矩。
莫霍特表示，PTERA無人研究平臺并不是專門為SAW概念研制，因此40%的偏航控制力矩并不是最優(yōu)值?；拘蚉TERA采用平直機翼，而SAW概念需要足夠的后掠角來布置折疊翼梢以使翼梢離飛機重心有足夠的距離，從而產(chǎn)生足夠的偏航控制力臂。所以NASA將對PTERA無人研究平臺的發(fā)動機外側(cè)機翼進行改造，使其后掠角達到20度。莫霍特表示，如果全新設(shè)計的機翼采用30度后掠角，折疊翼梢則可提供50%的偏航力矩。
在對PTERA平臺機翼進行改裝的同時，SAW項目團隊計劃開展全尺寸的SAW機翼結(jié)構(gòu)地面試驗，為飛行驗證鋪平道路。但是目前并沒有明確的目標機型。
PTERA無人研究平臺將對發(fā)動機外側(cè)的一段平直機翼改裝為20度角后掠機翼，折疊段長度0.381米
折疊段的長度選擇需要進行權(quán)衡。主要考慮因素包括折疊段太長會導(dǎo)致彎矩較大，結(jié)構(gòu)設(shè)計更復(fù)雜，升力損失較大，但偏航控制能力更強。莫霍特表示，如果機翼設(shè)計的接近橢圓載荷分布，折疊外翼段減少的升力不會太大，但帶來的偏航控制能力增強是巨大的。后期，研究人員將根據(jù)不同的飛行條件(起飛、爬升、巡航等)研究合適的偏轉(zhuǎn)角度。
對于超聲速飛機來說，需要權(quán)衡的考慮因素較少。因為超聲速飛行時容易產(chǎn)生航向不穩(wěn)定，因此需要較大的垂尾。XB-70的折疊翼梢長度達6.096米，偏轉(zhuǎn)角度從25到65度。偏轉(zhuǎn)后帶來了航向控制能力和壓縮升力的同時增加。
莫霍特表示，NASA格林研究中心研制的SMA“帶寬較窄，需要冷卻足夠長的時間才能恢復(fù)到原始狀態(tài)”。NASA沒有透露SMA的研制細節(jié)，只是表示波音研究和技術(shù)中心參與了研制。
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