目标油耗降30%：美国宇航局携手波音验证未来客机技术

IT之家 12 月 23 日消息，美国宇航局（NASA）于 12 月 18 日发布博文，宣布携手波音（Boeing）公司，在美国弗吉尼亚州兰利研究中心的跨音速风洞内，成功高强度测试“自适应机翼技术成熟化”（AWTM）项目。

IT之家援引博文介绍，该项目是美国“可持续飞行国家合作伙伴计划”的核心组成部分。与侧重于外部桁架支撑的 X-66 概念不同，AWTM 项目专注于从空气动力学底层逻辑上掌控超薄翼型。

在美国宇航局的设想中，未来的商用客机在外观上或将与现有飞机大相径庭，其核心变化在于机翼将变得更长、更薄。这种被称为“高展弦比”的设计能显著减少飞行阻力，不仅大幅提升燃油效率，还能让乘客体验到更平稳的飞行。

集成自适应机翼技术成熟度风洞模型安装在位于弗吉尼亚州汉普顿的美国宇航局兰利研究中心的跨音速动力学风洞中。图源：美国宇航局

然而，这一突破性设计也伴随着棘手的物理挑战：机翼越长越细，柔韧性就越高，在飞行中极易变得不稳定。

正如 NASA 兰利研究中心的工程师詹妮弗・平克顿所言，阵风或机动飞行产生的载荷会激发机翼剧烈运动，这种被称为“颤振”（Flutter）的现象若不加以控制，可能呈指数级放大震荡，最终导致灾难性的结构故障。

为了在获取气动优势的同时消除安全隐患，美国宇航局携手波音公司，合作推进 AWTM 项目。双方在无法容纳全尺寸飞机的现实条件下，利用 NASA 兰利研究中心的跨音速动力学风洞（TDT），测试一个拥有接近 4 米长机翼的大比例模型。

与此前仅有 2 个控制面的 SUGAR 模型不同，此次的新模型在机翼后缘集成了 10 个“主动控制面”（可移动面板）。这些控制面如同机翼的“关节”，能实时感知并响应气流变化。

安装在弗吉尼亚州汉普顿 NASA 兰利研究中心跨音速动力学风洞中的集成自适应机翼技术成熟度风洞模型的另一视角。图源：美国宇航局

根据 NASA 公布的数据，该系统在模拟的真实压力与速度条件下，成功通过调整控制面角度来重新分配气流负载，从而有效抑制了震动。这一验证证明了通过主动阻尼系统保障超长机翼的飞行安全在物理上是完全可行的。

整个验证过程分阶段严谨推进。团队首先于 2024 年完成了第一轮基准测试，将实测读数与 NASA 的计算模拟数据进行比对，以修正数学模型；随后在 2025 年进行了第二轮测试，重点评估了新配置下 10 个控制面的协同效果。

结果令人振奋：当模拟阵风袭来时，主动控制系统显著减轻了机翼的抖动幅度，成功验证了该技术在抑制气动弹性不稳定性方面的有效性。

NASA 强调，这种主动抑振技术是未来航空业实现气候目标的关键，通过允许飞机采用展弦比更大的机翼设计，可大幅提升升阻比，进而将燃油消耗和碳排放量减少高达 30%，这对于实现 2050 年航空业净零排放目标至关重要。