未来的飞机机翼将能够自己弯曲,从而比鸟的飞行方式阻力更小并节约了燃料。
这种具有柔韧性的薄膜含有电压材料,弯曲时能够产生电压。
纽约当地时间三月十五日,美国国家宇航局官员发布消息称,该局下属的一个研究机构目前正在对鸟类和昆虫的飞行技术进行研究,准备在此基础上,利用一些最先研制的带有特殊属性的“智能”材料制造出全新的“空中轿车”。
美国国家宇航局蓝利研究中心(NASA"s Langley Research Center)的项目经理安娜-麦克格温(Anna McGowan)称,“鸟类的飞行技术比现在的任何飞机都要先进,它们能够轻易地盘旋、倒飞和侧向滑行。至于昆虫,那就更加不可思议了,它们能够做出倒立、翻筋斗等各种动作,这简直太神奇了。”
麦克格温的目标就是设计和研制出可以象鸟类和昆虫那样自由地在空中飞行的“轿车”,以取代目前人们普遍使用的只能在地上行驶的轿车,她把这种“空中轿车”称作“个人飞行器”。虽然目前看来,这种“个人飞行器”与现实还有一段距离,但麦克格温相信随着研究的深入,“个人飞行器”的梦想将会一步步的实现。
具有自我修复能力、能够象生物组织一样做出反应的的柔软的机翼、能够兼具战斗机灵活性的多用途轰炸机以及成群出没的微型无人驾驶飞机,这听起来有些象科幻小说中的离奇想法,但是未来几十年里的下一代科学技术将使这些成为可能。这一飞跃的核心就是这类具有特殊属性的“智能”材料--能够按指令弯曲、“感觉”压力并能在磁场中从液态变为固态。
蓝利研究中心的这一计划名为“Morphing Project”,该研究计划的负责人安娜-迈克戈万说:“大部分人甚至认识不到会存在这种技术。”Morhing计划的任务是展望20年后的前沿航空设计将会是什么样子并开发这方面的技术。如一部个人空中轿车应该是紧凑型设计的,既能以极高的速度行驶也能以非常低的速度前进。
如今的一些飞机已经具备了能够调整机翼的能力,如美国海军的F-14“雄猫”战斗机和B-1超音速轰炸机。这些飞机的机翼刚硬,用大型枢轴装置与机身连接。而Morphing计划的科研人员设想采用一种具有“形状记忆”能力的合金或其它新型的“智能”材料,靠机翼自弯曲来形成新的形状。形状记忆合金具有一些非凡的属性,当施加了一定量的热量时,这种材料就会以很大的力量很快回到原来的形状。而且可以将任何形状“训练”为这种合金的原始形状。
在Morphing计划要开发的各种新奇的“智能”材料中,形状记忆合金还算是相对比较普通的。可以设想一下,当一颗子弹穿透一层材料后,这种材料立刻自已“痊愈”,恢复原样。这可不是科幻!自我复原材料是实际存在的,蓝利研究中心的科学家正在试图揭开它们的神秘面纱。
蓝利研究中心也在开发根据需要量身定制的各种电压材料。这类材料能够将电压与动作联系起来。当你扭曲一块电压材料时,这种材料就会产生一定的电压。相反,如果你对它加上电压,这种材料就会变形。科学家们可以利用这种属性来设计成具有压力传感器功能的电压材料或者“激励器”--能够在机械装备中引起动作的装置,就象扇动的翅膀一样。这些材料与微电子技术结合可能会使飞机设计技术突飞猛进。
模拟自然界的生物的研究并不会就此而止,Morphing计划的研究工作之一就是研究自然界中一些出色的特性。人类早已经开始利用这种生物拟态技术,如人造骨胳。骨胳因为中间多孔而重量轻,但是却非常坚硬。蓝利研究中心的科学家可以通过将聚合的微球体注入特定形状的复合壳体中形成类似于骨胳的结构,然而在外面加热,中间的微球体就会融化形成肥皂泡结构。
与当今这些坚硬的、无“知觉”的笨重材料制造的飞机相比,可以想象“智能”材料将会为航空设计带来多大的变化。当然,“智能”材料的应用将不会仅限于航空业。(火羽)
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