美國(guó)宇航局(NASA) 測(cè)試城市空中交通飛行試驗(yàn)臺(tái)

美國(guó)宇航局正在測(cè)試一架模塊化無(wú)人駕駛飛機(jī)，用于測(cè)試不同的垂直起降電力(eVTOL) 配置，以實(shí)現(xiàn)城市空中交通。Langley Aerodrome 8號(hào)無(wú)人機(jī)(LA-8) 的初級(jí)形式采用串聯(lián)機(jī)翼的偏轉(zhuǎn)滑流設(shè)計(jì)，每個(gè)機(jī)翼上有四個(gè)螺旋槳。

該飛行器是在宇航局的“先進(jìn)城市空中交通試驗(yàn)臺(tái)”(Advanced Urban Air Mobility Test Beds) 項(xiàng)目下開(kāi)發(fā)的。宇航局蘭利研究中心無(wú)人機(jī)系統(tǒng)部門(mén)領(lǐng)導(dǎo)戴夫·諾斯說(shuō)：“這是宇航局在航空領(lǐng)域的一項(xiàng)新工作，著眼于城市飛行，包括無(wú)人包裹投遞，也包括能搭載6～8名乘員的載人飛行器”。

LA-8在宇航局蘭利的12ft低速風(fēng)洞中完成了測(cè)試。計(jì)劃在8月下旬進(jìn)行飛行試驗(yàn)，并建造幾架飛行器。諾斯說(shuō)：“這一切都是為了獲取數(shù)據(jù)和簡(jiǎn)化流程，幫助私營(yíng)企業(yè)加快整個(gè)城市空中交通的努力。”

宇航局正專(zhuān)注于解決有翼電力垂直起降飛行設(shè)計(jì)中垂直飛行和向前飛行之間的過(guò)渡問(wèn)題。戴夫·諾斯補(bǔ)充說(shuō)：“從控制的角度來(lái)看，從懸停到向前飛行的切換非常困難。”該項(xiàng)研究還關(guān)注在非常情況下的應(yīng)對(duì)，比如在螺旋槳?dú)幕螂姍C(jī)停轉(zhuǎn)時(shí)如何控制飛行器安全著陸，以及在突風(fēng)載荷中如何平穩(wěn)飛行。

LA-8約80%的零部件采用3D打印，便于工程師快速更換機(jī)翼、機(jī)身和其他部件。戴夫·表示：“我們直接從CAD(計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)) 文件把零件打印出來(lái)，加工量較少”。目的是對(duì)飛行器持續(xù)重新設(shè)計(jì)，收集多次設(shè)計(jì)中的數(shù)據(jù)并與業(yè)界共享。

在初步設(shè)計(jì)中，前翼和后翼均與機(jī)身成一定角度固定，同時(shí)配有大的襟翼，設(shè)計(jì)意圖是通過(guò)改變螺旋槳的滑流方向來(lái)產(chǎn)生垂直飛行的升力，類(lèi)似于20世紀(jì)50年代末對(duì)瑞安(Ryan) VZ-3Ry垂直起落飛機(jī)所做的驗(yàn)證。

設(shè)計(jì)目標(biāo)是盡量減小垂直飛行所需的機(jī)翼迎角，從而避免在懸停和向前飛行之間機(jī)身姿態(tài)發(fā)生較大變化。但諾斯說(shuō)，風(fēng)洞試驗(yàn)表明，當(dāng)機(jī)翼角度低到一定程度時(shí)LA-8無(wú)法產(chǎn)生足夠的升力，需要更大的襟翼。試驗(yàn)還表明，在這種構(gòu)型中推進(jìn)控制占主導(dǎo)地位。

飛行器的名字來(lái)源于19世紀(jì)末塞繆爾·蘭利制造的一系列無(wú)人動(dòng)力飛機(jī)。塞繆爾·蘭利的蒸汽驅(qū)動(dòng)的串聯(lián)翼5號(hào)機(jī)和6號(hào)機(jī)從弗吉尼亞州昆蒂科附近波托馬克河上的一艘游艇上用彈射器發(fā)射，分別飛行了約0.5nm和1nm。LA- 7是宇航面建造的模型，是LA-8的前身。

LA-8是宇航面蘭利中心的“閃電”(Greased Lighting) GL-10的后續(xù)產(chǎn)品，該無(wú)人機(jī)在2015年演示了分布式電動(dòng)推進(jìn)——8個(gè)螺旋槳安裝在傾轉(zhuǎn)機(jī)翼上，2個(gè)螺旋槳安裝在傾轉(zhuǎn)尾翼上，從而實(shí)現(xiàn)垂直起降和翼載巡航飛行之間的過(guò)渡。

北約的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)研究了無(wú)尾翼無(wú)人攻擊機(jī)采用主動(dòng)氣流控制技術(shù)進(jìn)行飛行控制的課題。