2019/08/05

未來機種?「噴」射無襟翼飛機

襟翼(flap)安裝於飛機的機翼上,能夠自由活動,用以增加機翼提供的升力,讓飛機起飛。目前的飛機都有襟翼,此一構造可以說是現階段的飛機必備的零件,然而正因為各種不同的飛機組件,包含襟翼、副翼、升降舵、方向舵等,讓現行的飛機顯得過於笨重,不只需要複雜的飛行控制,在飛機的製造上也非常昂貴。

  不過英國航太系統公司(BAE Systems plc)和曼徹斯特大學(The University of Manchester,UoM)合作,計畫改善現在的飛行系統,打破目前粗糙且效率低下的飛行方式;而他們的方法就是讓飛機脫去襟翼,直接用噴射氣流來推動飛機翱翔於空中。

  就這樣,被稱為Magma的無人駕駛飛機,成為世界第一架「噴」上天空的無襟翼飛機,在2019年5月2日的威爾斯西北部進行了首次飛行。Magma透過3D列印的鈦合金零件製造機身,並使用兩種關鍵的「吹氣」技術來取代襟翼和副翼的功用,進而改善飛機的性能,以及提升人們對飛機的控制度。

  這兩種關鍵技術分別是「機翼循環控制」與「流體推力向量控制」。

  所謂的「機翼循環控制」,能夠讓飛機能從發動機吸入空氣,並利用超音速吹過特殊形狀的機翼尾翼周圍的狹窄槽,以此控制飛機。而「流體推力向量控制」,則是透過曼徹斯特大學製造的第一個流體推力向量噴嘴,往裡面吹氣,使氣流偏轉,以此改變飛機方向。

  儘管這兩種技術已經是尖端技術的累積,並經歷了漫長的試驗,但仍未真正成熟;目前噴射裝置只能適用於單引擎飛機,也還無法直接用於載人飛機。不過一切仍然值得期待,因為吹氣飛行的技術一旦成熟,未來將可以開發出更輕、更可靠、更便宜而且性能夠好的飛機;除此之外,這項技術也因為減少了飛機容易在雷達上被觀察到的間隙和邊緣,提升了飛機的隱匿性,未來也可能可以應用於戰鬥機的開發。

  曼徹斯特大學的教授相信,這項計畫不只對未來有所幫助,也能夠成為學生現階段的研究課題,因為唯有不斷累積經驗、磨練知識,才能夠真正在某一天傑出科學的成果。科學的發展從來就不是一次突如其來的想像,而是每天每夜不斷的累積,要想認識飛機的流體力學與無襟翼飛機的設計,對一個高中生而言,首先要做的就是把牛頓力學學好。

             【資料來源:維基百科、科技新報】

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