美陆军研究实验室研究变形飞行器：无人机在飞行中改变形状

根据美国陆军作战能力发展司令部的陆军研究实验室在6月16日举行的虚拟AIAA航空论坛和博览会活动上提出的研究，美军即将部署能够在飞行过程中改变形状的自动飞行器。

美国陆军作战能力发展司令部陆军研究实验室和德克萨斯农工大学的研究人员公布了一项为期两年的流固耦合研究结果。该研究产生了一种能够在飞行的不同阶段快速优化未来垂直起重车辆的结构配置工具。同时适当考虑流体结构之间的相互作用。

变形飞行器的一个关注点是在足够的弯曲刚度和柔软度之间取得平衡以实现变形。如果机翼弯曲太大，那么变形的理论优势可能被否定，也可能导致控制问题和不稳定性。

为了克服这些挑战，研究人员开发了一种将流体和结构求解器解耦的过程，这可以将单次运行的计算成本降低多达80%。由于这种解耦的方法，还可以在不重新分析流体的情况下进行额外结构配置分析，这反过来又节省了额外计算成本，导致在优化框架内考虑这种方法时，计算成本减少了多个数量级。

最终，这意味着美陆军可以比使用现有技术更快地设计多功能未来垂直升降车。

在过去的20年里，变形飞行器的研究一直在进步，但美陆军研究不同的是其在飞行器设计和结构优化过程中对流体-结构相互作用的研究，而不是先设计飞行器，然后再看流体-结构相互作用的行为。

这项研究将直接影响到为未来战士生产车辆的能力，通过降低流固耦合析的计算成本，可以在更短的时间内完成未来垂直升降飞行器的结构优化。

当在优化框架内实施并与增材制造相结合时，未来战士将能够使用该工具制造优化的定制航空器，以满足特定任务用途。