美媒稱，根據(jù)美國航空航天學(xué)會(AIAA)航空論壇與博覽會當(dāng)?shù)貢r間6月16日在虛擬活動上展示的最新研究成果，美國陸軍很快將能夠部署可在飛行過程中改變形狀的自動駕駛飛行器。

據(jù)美國每日科學(xué)網(wǎng)站6月18日報道，美國陸軍作戰(zhàn)能力發(fā)展司令部陸軍研究實驗所和得克薩斯農(nóng)業(yè)與機械大學(xué)的研究人員，發(fā)布了對流固耦合進行兩年研究的成果。他們研發(fā)的一種工具能迅速優(yōu)化“未來垂直升降”飛行器的結(jié)構(gòu)配置，同時適當(dāng)考慮空氣與結(jié)構(gòu)之間的相互作用。

今后一年內(nèi)，這個工具將用于開發(fā)并快速優(yōu)化能夠在飛行中改變形狀的“未來垂直升降”載具，從而優(yōu)化飛行器在不同階段的性能。

該實驗所的航空航天工程師弗朗西斯·菲利普斯博士說：“不妨想想在(情報、監(jiān)視和偵察)任務(wù)過程中飛行器需要迅速到位，或者沖刺，然后要在陣位上停留盡可能長的時間，或者繞圈飛行。在沖刺環(huán)節(jié)，為了快速移動和更具有機動性，短翼比較可取。但在繞圈飛行環(huán)節(jié)，為了實現(xiàn)低功率、高續(xù)航力的飛行，長翼比較可取。”

他說，這種工具將使飛行器在變形時實現(xiàn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，同時能夠考慮到機翼在流固耦合作用下的變形。

菲利普斯說，變形飛行器需要關(guān)注的一點是，它們既要有足夠的抗彎曲剛度，又要有軟度以便變形。“如果機翼太容易彎曲，那就會抵消變形在理論上的好處，還有可能帶來控制方面的問題和不穩(wěn)定性。”

這就意味著為單單一次流固配置而進行分析的計算成本會很高。菲利普斯說，為了克服挑戰(zhàn)，研究人員發(fā)明了一種將流體求解器與結(jié)構(gòu)求解器分離的方法，運行一次的計算成本可降低多達80%。

報道稱， 過去20年里，飛行器變形研究方面不斷取得進展，但美國陸軍此項研究的與眾不同之處在于，它在飛行器設(shè)計和結(jié)構(gòu)優(yōu)化過程中著眼于流固耦合，不是先設(shè)計出飛行器再研究其流固耦合情況。

菲利普斯說：“這項研究將直接影響為未來作戰(zhàn)人員開發(fā)載具的能力。通過降低流固耦合分析的計算成本，未來垂直升降飛行器的結(jié)構(gòu)優(yōu)化可以在更短的時間內(nèi)完成。”

菲利普斯說，一旦在優(yōu)化框架內(nèi)實施并與增材制造(3D打印)相結(jié)合，未來的作戰(zhàn)人員將能夠利用這個工具制造經(jīng)過優(yōu)化的定制飛行器來執(zhí)行特定任務(wù)。

關(guān)鍵詞： 無人機