盖世汽车讯 据外媒报道，美国国家航空航天局（NASA）研究人员近日对一种新型机翼设计开展了一系列高强度测试。这种机翼采用细长翼型和轻量化结构设计，测试旨在探索其结构承载极限。测试结果令研究团队备受鼓舞：即便在超过设计极限的条件下，该机翼仍展现出良好的性能潜力。

此次测试对象为长15英尺（约合4.6米）的桁架支撑机翼结构评估实验（Structural Wing Experiment Evaluating Truss-bracing，SWEET-15）试验件，是NASA研发未来超高效飞机技术研究的一部分。该设计基于NASA此前提出的跨声速桁架支撑机翼（Transonic Truss-Braced Wing，TTBW）概念，采用由空气动力学支柱支撑的细长机翼布局。

研究团队希望评估，SWEET-15采用的设计以及轻量化结构组件是否能够帮助商用客机降低燃油消耗。但在此之前，研究人员首先需要了解其在飞行过程中承受各种载荷时的结构响应特性。

图片来源：NASA/Carla Escamilla

SWEET-15的设计融合了五项先进复合材料制造与装配技术，从而实现了这一创新结构方案。这一长15英尺（4.6米）的试验件由NASA位于弗吉尼亚州汉普顿的兰利研究中心（Langley Research Center）完成设计和制造，随后运往位于加利福尼亚州爱德华兹的阿姆斯特朗飞行研究中心（Armstrong Flight Research Center）进行测试。

在数月时间里，NASA工程师在阿姆斯特朗飞行研究中心的飞行载荷实验室（Flight Loads Laboratory）内，对试验机翼进行受控弯曲加载。研究人员在整个结构上布设了大量应变和载荷传感器，其中包括光纤应变传感器，以实时监测随着载荷逐步增加，机翼的响应情况。

传感器采集的数据证实了NASA计算机模型的预测结果。初步结果显示，该机翼能够承受预期飞行载荷而未出现问题。这些测试结果增强了研究团队对SWEET-15所采用的新型制造工艺及机翼部件连接方法的信心，为未来高效飞机设计提供了技术支撑。这种制造工艺由NASA兰利研究中心开发，采用先进复合材料集成结构装配机器人（Integrated Structural Assembly of Advanced Composites）制造更轻、更坚固的航空航天复合材料结构。

测试的最后阶段进行了有意设计的破坏性极限试验（test-to-failure）。工程师持续增加载荷，使其超过机翼设计极限，以确定机翼将在何种位置、以何种方式发生失效。最终，该结构在约达到设计极限载荷的127%时发生失效，机翼后缘附近以及上翼蒙皮（upper wing cover）出现了明显损伤。此次试验为研究人员提供了宝贵数据，有助于深入了解机翼与主支撑桁架以及辅助支撑构件——副支柱（jury strut）——连接接头在超出预期飞行包线载荷条件下的受力表现。

这是具有代表性的复合材料桁架支撑机翼构型首次接受此类结构评估。这项工作得益于NASA多个研究中心和项目之间的协同合作，同时还利用了NASA开发的光纤传感系统（Fiber Optic Sensing System）等机构资源，对航空器和航天器进行数据采集。

为开展此次测试，NASA兰利研究中心的工程师完成了机翼的设计、分析和制造工作，并完成了相关安全准备和实验室测试平台搭建。

下一步，研究人员将对测试过程中采集的数据进行深入分析，为未来机体结构设计提供依据，并支持NASA持续推进更高效率航空技术的发展。

该研究由NASA亚声速飞行验证机（Subsonic Flight Demonstrator）项目实施，隶属于NASA研究技术任务理事会（Research Technology Mission Directorate）。多项创新部件顺利完成测试，标志着NASA航空科研工作取得了一项重要里程碑。