■Shi Junjie Duan Pengzhen
自赖特(Wright)的兄弟发明世界上第一架飞机以来,人类飞行的时代已经开始。在这种起义中,作为飞机的重要组成部分,机翼在其设计概念上发生了革命性的变化 -
传统的紧身翅膀逐渐让位于更智能,高效的设计 - 变形的智能翅膀。这项技术不仅捕捉了自然界中鸟类的智慧,而且还代表了航空工程方面的重大成功。这使飞机具有环境的可见性并独立调整形状,从而充分优化了飞机的性能。
但是,实际实现“明智的翼”飞行并不容易。虽然仍然明智地变形变形为飞机的性能带来了飞跃,但也遵循了毫无疑问的挑战。那么,如何形成翅膀?它的明智变形如何实现?请参阅对此问题的解释。
智能机翼概念EPT图。数据照片
从紧密到敏捷性,翅膀世纪的进化史
当飞机可以高高,快速和离开时,机翼的形状很重要。在上个世纪,工程师已经开始在整个世纪的现代旅程中,以适应各种飞行需求。
直翼季节是在保持稳定性的同时寻找发展的探索。起初,飞机的翅膀是笔直的,结构很简单,并且在低速飞行时相对稳定。设计师牢固地飞行,设计师还尝试尝试双翼飞机设计和三架,但是在高速飞行时,这些设计实际上限制了飞机的速度。
随着材料技术的促进,轻质合金铝逐渐变得流行,单层直机成为飞机的主要选择,并在第二次世界大战期间广泛使用。但是,当飞机试图打破音速时,直翼遇到了“声音障碍” - 前方的空气被压缩以产生冲击波,阻力急剧增加,并且飞机失去控制甚至干扰的风险将大大增加。
为了解决“声音障碍”,翅膀出现了。这使得hangin的流动可以倾斜地通过机翼流动,从而延迟了冲击波的形成。扫荡翼的出现大大提高了喷气式战士的性能,而ME-262喷气式战斗机是这种设计的先驱。
Delta随后的翅膀可能会使飞机在高速飞行时获得更高的升降机。三角翼的设计巧妙地“包裹”了冲击锥上的机身,使其成为超音速飞行的绝佳选择。但是,带有扫掠的飞机和三角洲的飞机不足以在低速和着陆速度时提升,并且需要更长的路径。
此外,设计师还设计了前翼。在某些FLI状态下有很大的可用性GHT,但它的翅膀很容易扭曲和pgloves,例如高速飞行时的弹簧,并且对材料和结构强度的要求极高。
因为具有不同形状的翅膀具有其利弊,所以可以根据不同情况对其进行改革?因此,设计师设计了扫荡的翅膀。它可以扩大机翼以获得最大的升降机,并缩短飞机持续并降落或以低速飞行的距离;高速飞行时,它可以关闭翅膀,从而大大降低阻力并提高速度。但是,机械变形非常昂贵,复杂的旋转接头和驾驶员的机制很大,并且维护有些复杂。成本已成为一个主要问题,被问题的应用所打扰。
按需变形,明智的翼导致未来飞行
飞机的机翼设计现代顶部飞机结合了各种元素,例如大的扫描角,三角形翅膀,牛排,可移动的一面作品等。但是一些专家建议,真正的未来属于变形的智能翅膀。
智能变形的机翼不依赖传统的机械结构,而是使用智能材料和分布式控制系统来实现实时,有序和主动的机翼形状调整。这项技术使整个机翼根据飞机的飞行状态,全面的飞行绩效改善而改变变形。
开发智能Wingit的机翼技术的成功源自多学科技术的深层整合。它的技术系统涵盖了三个基本领域:科学材料,驱动器控制和环境感知,形成了封闭的“理解决策执行”循环系统。这种技术范式将生物学与人工智能相结合,使智能变形的机翼获得了传统上固定机翼设计无法实现的灵活性。
功能n材料是机翼的“肌肉”。金属记忆可以记住预设的形状。它只是热或功率,它可以立即从变形状态返回其原始状态,适合驱动机翼以大角度塌陷或弯曲。压电材料适用于已经需要快速反应的活动,例如抑制机翼。只需在其上施加电压,它就会使小,快速准确的拉伸或弯曲,例如机翼上的“微调肌肉”。智能复合材料本身可以在特定条件下(例如启用和设计加热)产生扭转的预期弯曲或变形。不需要极其复杂的机械结构,它允许机翼具有“柔性皮肤”。
共享的智力是机翼的“大脑”。由智能控制系统分发,不依赖中央控制系统,而是迎接了e内部的道路实现和感官单位Ntire翼。这些单元被广泛分布并作为神经网络合作,使其更安全,可靠,轻巧和高效。
在发送传感器大量数据后,“大脑”机翼依赖于智能算法,并伴随着飞行任务来快速计算最佳变形方案并指导每个“实施单元”的准确动作。依靠理解网络,“大脑”可能会在实时和准确地感觉到外部空气动力学的变化,然后修复和评论机翼变形方案。 “大脑”还可以使用双胞胎数字技术来模仿和优化决策过程,并继续学习和改变。
变形的智能翅膀表明它们在不同的应用情况情况下的优势。
崩溃和能量扩展 - 飞机持续和着陆时,智慧变形的机翼的前边缘的板条和尾边缘上的襟翼就像“手风琴”,弯曲和弯曲D以大角度的角度大大增加了有效区域并提起机翼。
飞机的机翼尖端通常会涡旋。智能变形翅膀的翅膀就像灵巧的手指一样,通过小而快速的变形积极地散布着这些涡流以减少阻力。它不仅节省了燃料,而且还大大降低了机场周围社区飞机的噪声污染。一些设计还可以使用微发电机在发送涡流的同时恢复涡流的一部分,从而为飞机提供了额外的强度。
智能角度角翅膀后面的风渗透的控制和效果可以很好地蜜蜂,并像“折叠风扇”一样继续。在低速飞行时,翅膀会扩散以获得最大的提升和效率;高速飞行时,翅膀会关闭以大大减少阻力。
借助未来的控制系统,智能机翼可以以当前速度自动计算和调整巡游更好。横截面翼形也可以很聪明,在巡航过程中保持最佳的“ S形”流线,延迟的冲击波产生和抖动抑制;在拆除过程中,顶部边缘和后端的平面和襟翼的明智固定,增加了升力,并提高了短距离起飞和着陆功能。
瞬态响应 - intelihenter变形的翅膀可以通过当地迅速准确地提供信息,从而使喷气式战斗机得以超重。在超音速条件下,战斗机仍然可以保持极高的速度,从而获得森林空战。
智能变形机翼使飞机可以获得更好的低高度穿透能力。通过模仿鸟的翅膀的灵活性,变形的明智翅膀可能会受到这种波连续变形的影响,从而抵消了实时低空飞行过程中强烈的兴奋。如果突然出现障碍物,左翼和右翼可能是立即呈现的,几乎不正确的角度不对称变形以防止障碍物,并且在几秒钟内超过十秒钟的传统飞机的时间缩短了时间。
给飞机一种“生命感觉”的关键步骤
对于飞机来说,减肥是“王国”。对于飞机的每1%减肥,燃油消耗可以减少约0.7%。但是,“肌肉”(演员),“神经”(传感器)和智能变形翅膀所需的控制系统具有自身的体重。如何设计复杂的变形机制以照亮和承受巨大的飞行和反复变形的压力是我们今天面临的主要问题。
智能系统本身很复杂,并且不容易使机器既聪明又可靠。在PAKPA的变形过程中,电动驱动驱动器会发展热量,从而影响材料性能和操作准确性,空气流动压力会对变形的机翼做出反应...物理电力,热量,机械力和空气流等效果将彼此包裹和影响。传统的控制方法很难考虑速度,准确性和稳定性的要求,因此很难巧妙,准确地控制建模和预测。
此外,智能的“大脑”还具有计算瓶颈。处理大量的传感器数据和复杂的智能决策 - 制定算法的操作需要强大的计算能力。如何在有限的飞机上计算机空间和电力预算的计算机空间中外出这样的“大脑”?这也是破裂的技术瓶颈。
成本和维护问题是防止智能变形机翼的普及和进步的“障碍”。
智能变形的翅膀很昂贵:功能材料(例如记忆和压电陶瓷)多次甚至十二次普通航空铝;制造过程sUCH作为复合复合材料的4D打印和内存合金线非常整洁且复杂,对生产和低产品速率进行了重大投资。在传统的机翼中,明智的变形机翼的成本可能是很多次。
维护也面临着许多挑战。传统机翼的维护取决于经验丰富的机制。但是,智能机翼结合了材料,电子,控制和软件等专业,并需要新的品牌维护才能。此外,很难检测到传统的检查技术,例如超声波漏洞检测,并记住智能材料的内部隐藏损害,例如合金线中的小裂缝和压电陶瓷的破坏。为了更好地保持智能变形机翼,需要新的非破坏性测试技术。
智能变形的翅膀不仅像改变飞机机翼的形状一样简单。这是TH的关键E提供具有“生命感觉”的飞机的人,这使飞机可以明智地看到环境,适应变化,并运行诸如鸟类在自然界中的飞行。
当前的材料,控制和成本等当前的问题就像牢固的“代码锁”,但每一个技术成功都会使锁定装备变成。当“转换代码”完全掌握时,未来的天空是具有智能翅膀的飞机之一 - 它们飞得更好,更敏捷,更安静,更友好,并且一定会为人们打开一个新的季节,让人们沉入蓝天并探索天空。
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