一些工程師總是熱衷於改造飛機。最近 NASA 與麻省理工學院（MIT）科學家合作開發出一款變形機翼，由數千個小模塊構成，表面看上去如一片龍麟，能根據周遭環境變化自動調整形狀以控制飛機飛行，使各階段空氣動力學效率達到最高。可惜不是變形金剛。
飛機的正式名稱叫固定翼飛機（Fixed-wing aeroplane），顧名思義，負責控制氣流通過以產生飛機升力的機翼為一固定構造。在機翼後緣有另可單獨操縱的活動面，靠外側的稱為副翼，用來控制飛機的滾轉運動；靠內側則是襟翼，在飛機起降階段負責增加升力或阻力，如果你剛好坐在機翼附近的靠窗位置，便可以看見副翼與襟翼在飛行途中會上下傾斜。
飛機在不同飛行階段（起飛、巡航、高技巧操作、著陸等）都有不同的最佳機翼參數值，但傳統機翼由金屬與復合材料製成，剛性不可折，而且非常重，從設計、製造到維護的成本都很高昂，並沒有特別針對某一飛行階段進行最佳化設計，也因此勢必犧牲了一些空氣動力學效率。
然而，一種能隨著環境變化不斷自動變形的機翼，將為每個飛行階段帶來最佳體驗。NASA 與麻省理工學院團隊現在便成功設計出這種原型：可隨周圍應力條件變化而自動改變形狀的變形翼。
▲ 變形翼原型機的內部結構。
新機翼由數千個微小三角支柱以螺絲連接成晶格骨架，最外層再覆蓋類似聚合物的材料，特殊設計使機翼可以根據特定類型的應力條件以特定方式彎曲，具有傳統機翼的剛度，但輕度與極低密度媲美氣凝膠。做個比較，新型機翼的密度為 5.6 公斤 / 立方公尺，橡膠的密度則是 1,500 公斤 / 立方公尺。
研究人員說，由於機翼整體結構基於更微小的子單元，所以晶格形狀是什麼並不重要，你可以根據需求選擇最適合的幾何形狀，這項技術除了可應用在未來的航空飛行器，比如機身、機翼融為一體的混合機翼外，也能做為風力發電機的新型旋轉葉片、新型橋梁結構、或在太空中自組裝的儀器設備等。
新論文發表在《智慧型材料與結構》（Smart Materials and Structures）期刊。
（首圖來源：NASA/麻省理工學院）
- MIT and NASA develop auto-morphing “metamaterial" wing made of hundreds of tiny parts
- Airplane Wing Assembles Like a Jigsaw Puzzle and Can Morph Into Any Shape
- MIT and NASA engineers demonstrate a new kind of airplane wing
- NASA and MIT’s Transforming Wing Could Change How Planes Are Built
- 本文授權轉載自：TechNews（科技新報）
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