MIT联手NASA设计了一种可变形机翼：新型“超材料”让飞行更节能！

来自美国国家航空航天局和麻省理工学院的研究人员联手重新思考飞机机翼，研究出一种可变形机翼，它利用所谓的“超材料”采用轻量级的晶格框架，能够根据空气动力自动改变形状，能够让飞机随时灵活微调，从而让飞行更加节能高效，易于维护和修理。

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如果你在飞机机翼旁边有一个靠窗的座位，你可能会看到机翼上的襟翼逐渐啮合，并在飞机起飞和降落时脱离。这是因为在飞行的每个阶段——起飞、着陆、巡航和机动——理想的机翼参数会有所不同。到目前为止，我们已经通过修改带有铰接表面的刚性机翼来实现这一目标。但想象一下，如果整个机翼都能改变形状——这就是美国宇航局和麻省理工学院领导的研究人员正在努力的方向。

在《智能材料与结构》杂志（Smart Materials and Structures）的一篇论文中，研究小组解释了它是如何从根本上重新设计飞机机翼的。他们的新结构是一个轻质的格子框架，由数千个重复的、微小三角形的火柴状支柱制成，覆盖在薄的聚合物层中，机翼变得更轻、更节能。

因为这种“超材料”是中空的，不到橡胶密度的千分之一，所以它非常轻巧——不到橡胶密度的千分之一。并且，精心定位的支柱允许机翼根据空气动力学负载条件的变化自动改变形状。这两个因素都可以使飞机更加节能。

机翼可以随时调节，这个新设计意味着机翼可以转换为每个步骤的最佳状态，使飞行效率更高。由于机翼可以根据每个飞行阶段(起飞、着陆、转向等)的特点进行调整，因此可以比传统机翼表现得更好，传统机翼的设计并不是为了在飞行的任何阶段实现性能的最大化。

这不是一个全新的概念。它是在几年前提出的，但现在，研究人员已经开发出一种使用注塑成型制造机翼各个零件的方法。他们得出了生产每个部件（一个沿着每个边缘都有微小支柱的空心立方体）所需的时间——从几分钟到几秒钟不等。虽然他们创建的几米长的模型是手工组装的，但该过程设计为重复的，因此在未来，小型自主机器人将能够组装机翼。

轻型变形机翼的潜力引发了对理想飞机形状的质疑。通过这项技术，我们可以摆脱“带翅膀的管”设计，并利用更有效的配置——可能是一体化的车身和机翼结构。如果你在30,000英尺的高度巡航时观看飞机机翼改变形状的想法会让你感到惊恐，不用担心——这距离商业航空公司还有很长的路要走。与此同时，它还有可能重新设计其他结构，如风力涡轮机的翼状叶片。

美国宇航局研究工程师尼古拉斯·克雷默(Nicholas Cramer)表示：“我们能够通过在不同攻角下将形状与载荷相匹配来提高效率。”

麻省理工研究生本杰明·杰奈特（Benjamin Jenett）称，在美国宇航局位于弗吉尼亚州的兰利研究中心进行的风洞测试现实，机翼的性能比预期的更好。