NASA 正在開發(fā)一種靈活的碳纖維機(jī)翼，它可以在飛行途中變形為新的形狀，為通過未來飛機(jī)的空氣動(dòng)力學(xué)編織的網(wǎng)格智能鋪平道路。該項(xiàng)目被稱為 MADCAT，結(jié)合了先進(jìn)的加工、新的注塑技術(shù)和尖端材料。

MADCAT - 或任務(wù)自適應(yīng)數(shù)字復(fù)合航空結(jié)構(gòu)技術(shù) - 是加利福尼亞州 NASA 艾姆斯研究中心的杰作。該項(xiàng)目的目標(biāo)是開發(fā)能夠以比傳統(tǒng)襟翼更重要的方式適應(yīng)飛行條件的機(jī)翼。

相反，該團(tuán)隊(duì)設(shè)想了一個(gè)機(jī)翼，其整個(gè)形狀可以變形和適應(yīng)，成為任何情況下最有效的形狀。當(dāng)然，這樣的機(jī)翼需要高度靈活，但也要對(duì)空氣動(dòng)力學(xué)需求做出快速反應(yīng)。此外，它必須易于維護(hù)和修理。

解決方案是由碳纖維復(fù)合材料制成的超輕機(jī)翼。注射成型用于創(chuàng)建格子結(jié)構(gòu)，NASA 將其稱為“塊”，它們以交叉、模塊化的方式組合在一起。“這種模式的變化創(chuàng)造了一種可以精確彎曲和適應(yīng)的結(jié)構(gòu)，”航天局解釋說。“集成到機(jī)翼中的計(jì)算機(jī)使用算法來幫助它在飛行途中變形和扭曲成最有效的形狀。”

機(jī)翼成功運(yùn)行的關(guān)鍵是 MADCAT 的處理方式。傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)會(huì)有一個(gè)集中的處理點(diǎn)，它會(huì)接收信息然后發(fā)出指令。然而，這會(huì)導(dǎo)致不可接受的延遲，更不用說需要一個(gè)非常強(qiáng)大的處理器。

相反，MADCAT 使用更小的分布式處理，集成在整個(gè)機(jī)翼中。每個(gè)機(jī)翼都在節(jié)點(diǎn)周圍的機(jī)翼蒙皮中編織了傳感器，收集有關(guān)氣流等因素的數(shù)據(jù)。然后在相鄰節(jié)點(diǎn)之間共享該數(shù)據(jù)，每個(gè)傳感器獲取其信息并將其與其鄰居的信息相結(jié)合。

每個(gè)節(jié)點(diǎn)都將其推論和結(jié)論添加到傳遞的數(shù)據(jù)中，而不是原始數(shù)據(jù)。“換句話說，”NASA 解釋說：傳感器不只是傳遞記錄的值——它們會(huì)說明這些值的實(shí)際含義，并且可以實(shí)時(shí)報(bào)告和解釋氣流模式，相應(yīng)地調(diào)整飛機(jī)機(jī)翼的結(jié)構(gòu)。”

出乎意料的是，盡管機(jī)翼可能很復(fù)雜，但它實(shí)際上比傳統(tǒng)飛機(jī)更容易維修。單個(gè)塊占據(jù)一個(gè)稱為體素或體積像素的空間，它們都是相同的。這意味著更少的獨(dú)特部件，使更換它們更容易。

這一切都在測(cè)試中證明，這是宇航局最近用 14 英尺寬的飛機(jī)完成的。下一個(gè)挑戰(zhàn)是繼續(xù)改進(jìn)變形，并使構(gòu)造更直接并提高可靠性。最后，最終的設(shè)計(jì)可以使碳纖維復(fù)合材料機(jī)翼適合任何飛行、任何任務(wù)或幾乎任何大氣條件。