IT之家 8 月 12 日消息，中國西北工業(yè)大學的研究團隊取得突破，開發(fā)出一種帶有孔洞的新型機翼設計，有望有效減弱音爆并提升飛機的空氣動力效率。
眾所周知，音爆是超音速飛行時產(chǎn)生的沖擊波，不僅會造成巨大的噪音污染，甚至可能導致建筑物玻璃破裂，這也是限制超音速民航機發(fā)展的關鍵障礙。傳統(tǒng)機翼的設計遵循伯努利原理，即機翼上表面空氣流速較快，壓力較低，而下表面空氣流速較慢，壓力較高，從而產(chǎn)生升力。然而，當飛機接近音速時，機翼周圍會形成沖擊波，導致湍流和阻力增加，從而降低升力并產(chǎn)生有害的振動。
該研究團隊由航空學院的高超（Gao Chao）教授領導，他們通過計算機模擬和風洞實驗發(fā)現(xiàn)，在機翼上設計特定的孔洞可以有效擾亂沖擊波，減輕振動，同時還能將空氣動力效率提高逾 10% 。
目前，能夠制造超音速飛機的國家寥寥無幾，因為這需要特殊的、昂貴的材料來承受超音速飛行產(chǎn)生的巨大壓力。此外，音爆問題導致超音速飛機在人口密集地區(qū)飛行受到嚴格限制，并最終導致了協(xié)和式超音速客機于 2003 年退役。
該團隊的解決方案簡單而巧妙。他們在機翼孔洞上安裝一種只有在飛機超過音速時才會打開的裝置，從而有效控制機翼周圍的氣流?？锥磧?nèi)部還配備了一個空氣泵，可以調(diào)節(jié)噴流強度，減少機翼前緣的湍流，從而降低機翼振動。雖然這種設計會略微降低升力，但整體阻力的減少使得升阻比反而有所提高。
目前，該團隊正計劃進行進一步的風洞試驗以完善這項技術(shù)。與此同時，IT之家注意到全球多個研究團隊也在積極探索解決超音速飛行難題的方法，包括在機翼表面添加凹槽或凸起、使用機械裝置抑制沖擊波以及應用壓電薄膜控制氣流等。美國航空航天局（NASA）與洛克希德?馬丁公司合作研發(fā)的實驗性超音速飛機 X-59 計劃于今年進行首次試飛，該飛機采用了細長的機鼻和無前擋風的駕駛艙，旨在顯著降低音爆噪音。
高超教授團隊對他們的解決方案充滿信心，他們在研究報告中指出：“利用噴流控制抑制沖擊波抖動，雖然升力略有損失，但可以降低總阻力，因此升阻比反而增加。”
該團隊的研究成果已發(fā)表在《空氣動力學學報》上。
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