美国宇航局的研究人员最近对一种看起来又长又细的轻量化结构设计的新机翼进行了系列严格测试，以寻找其结构极限。他们的发现使他们对该机翼的潜力感到鼓舞，即使在超出其设计极限时也是如此。15英尺的结构翼实验评估桁架支撑（SWEET-15）测试样品是美国宇航局研究未来超高效飞机的一部分。该设计结合了一根由空气动力学支柱支撑的长机翼，基于美国宇航局早期的跨声速桁架机翼概念。研究团队正在努力了解SWEET-15的设计及其新的轻量化结构设计是否可以帮助商用客机节省燃料。但首先，他们需要了解其在飞行中经历的各种力下的表现。SWEET-15的设计来源于结合五种不同的先进复合材料制造和组装技术，启用了这种新颖的结构设计。15英尺长的测试样品在美国宇航局的弗吉尼亚州汉普顿的兰利研究中心设计和制造，然后运往加利福尼亚州爱德华兹的美国宇航局阿姆斯特朗飞行研究中心进行测试。在几个月的时间里，美国宇航局的工程师在阿姆斯特朗的飞行载荷实验室故意弯曲测试机翼。许多应变和载荷传感器，包括光纤应变传感器，分布在整个结构中，以跟踪机翼在力增大时的反应。传感器的数据验证了美国宇航局计算机模型做出的预测。根据初步发现，该机翼成功承受了预期的飞行中的力，没有出现问题。结果增强了团队对在SWEET-15中使用的新制造方法和连接机翼部件的方法的信心，这可能支持未来高效飞机的设计。该制造方法是在美国宇航局兰利开发的，使用了集成结构组装先进复合材料的机器人，旨在为航空航天器制造更轻更强的复合材料结构。测试以故意的失效测试结束，工程师增加负载超过机翼的设计极限，以确定它将如何以及在哪里失效。结构最终在大约127%的设计极限负载下失效，机翼后缘和上翼盖附近出现了可见损伤。此测试元素提供了关于连接机翼与其主支柱以及一个称为辅助支柱的次级支柱的接头在超出预期飞行范围的力下如何表现的宝贵见解。这标志着代表性复合材料桁架支撑机翼配置首次经历此类结构评估。这仅通过美国宇航局跨中心和项目的协作实现，研究人员利用了该机构资源，例如光纤传感系统，用于收集有关飞机和航天器的数据。为了准备测试，美国宇航局兰利的工程师设计、分析并制造了机翼，并完成了安全准备和实验室设置。研究人员现在将分析测试期间收集到的数据，以为未来机身设计提供信息，并支持美国宇航局持续开发更高效航空技术的努力。这项工作是通过美国宇航局亚声速飞行演示项目在该机构的研究技术任务局进行的。多个创新组件的成功测试标志着美国宇航局航空研究的一个里程碑。要了解更多信息，请访问：https://www.nasa.gov/aeronautics/