未来的机翼什么样？空客认准了这只鸟：信天翁

空中客车

空中客车“信天翁一号”的半气动弹性铰链机翼概念有助于减少阻力并且减少颠簸所造成的影响。

信天翁能够连续翱翔数百公里而无需扇动翅膀。通过模仿这种飞行技术，也许能够帮助工程师们设计更轻、更省油的飞机。

在所有带羽毛的生物中，信天翁享有传奇地位。对于鸟类爱好者来说，它凭借现今鸟类中最大的翼展当仁不让成为“头牌”。对于许多工程师来说，信天翁则是下一代飞机机翼的代名词。信天翁能够连续翱翔数百公里而无需扇动翅膀

这种神奇的海鸟可以翱翔几百公里而不需要扇动翅膀，没有其他鸟类或有翅膀的生物能够做出同样的事情。所以，我们不难看出信天翁为何成为工程师们的灵感来源。信天翁飞行技巧的秘诀在于它能够在长途飞行时将翅膀“锁”在肩膀上。事实上，信天翁可以在长途飞行中用一半的时间迎着风，借助风力不断向上飞行，从而只需要花费很少的努力便可实现长距离的飞行。另一方面，当面对阵风时，信天翁可以迅速地解锁翅膀，以便更好地在突如其来的风速短暂变化时游刃自如。

这种飞行技术被称之为“动态滑翔”，即反复穿越不同速度的气团之间的边界以获得能量。虽然很多海鸟也经常使用这种技术，但信天翁早已将它发挥到了极致。“信天翁一号”是首款测试在飞行中自由摆动翼尖的飞机，其翼尖便占据了机翼长度的三分之一。——空中客车工程师汤姆·威尔逊走近“信天翁一号”

半气动弹性铰链翼尖——更高效率

在空中客车“原型空间”（ProtoSpace）的支持下，空中客车的工程师们在英国菲尔顿研发了“信天翁一号”（AlbatrossOne），一款灵感来自信天翁的小型遥控飞行验证机。这款验证机配备了半气动弹性铰链翼尖。“铰链翼尖的概念并不新鲜，军用喷气机经常用它来增加航空母舰的存放能力。然而，信天翁一号是首款测试在飞行中自由摆动翼尖的飞机，其翼尖便占据了机翼长度的三分之一。”空客工程师汤姆·威尔逊解释道。

与自由摆动的翼尖相比，传统飞机的机翼在颠簸时会将巨大的载荷传递到机身，这就需要机翼根部配备非常牢固的翼盒，但这会大大增加飞机的重量。通过允许翼尖对阵风进行反应和变化，负载会得到显著降低。同时，该技术有助于减少阻力并且减少颠簸所造成的影响。

信天翁一号

用大自然的灵感革新机翼设计

借鉴信天翁的飞行技术而革新机翼设计是“信天翁一号”的目标之一。这款验证机是基于A321飞机的小比例版本，由碳纤维和玻璃纤维增强聚合物以及增材制造的部件构成。

经过20个月紧锣密鼓的研发后，“信天翁一号”于今年2月完成首飞。下一步将要进行的是包括两种飞行模式的进一步飞行测试，使翼尖在飞行过程中解锁并检查其过渡状态。

值得一提的是，在7月下旬举行的英国皇家国际航空纹身会航展上，空中客车公布了一款用于区域航空运输的混合动力电动涡轮螺旋桨飞机，受鸟类高效力学的启发，这款客机拥有模仿猛禽的机翼和尾部结构，其独立控制的羽毛可以提供主动飞行控制。

虽然不是为了代表真正的飞机，但空中客车的“猛禽”客机概念基于现实的理念，对未来支线飞机的外观提供了参考。它包括一个反映了鹰或猎鹰优雅的空气动力学姿态的混合翼身连接，代表了仿生学的潜力（材料、结构和系统的设计和生产受大自然启发）。

除了信天翁，还有鲨鱼。

过去两年中，在一些航空公司服役的空客飞机上已经加装了小巧的“沟槽”，其纹理表面模仿鲨鱼皮的效果，适用于机身和机翼等部位。这种表面的测试结果显示鲨鱼皮的概念非常适用于远程飞机，其减阻表面在飞机高速巡航中异常有效。

可见，仿生学原理的探索会越来越广泛。

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本文转载自微信公众号：空中客车、直观学机械

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