圖 1NASA新型電動(dòng)垂直起降無(wú)人機(jī)Langley Aerodrome-8

據(jù)NASA網(wǎng)站2019年4月26日刊文，探索不同的技術(shù)和飛機(jī)構(gòu)型如何在城市環(huán)境中發(fā)揮作用是打開(kāi)未來(lái)城市空運(yùn)(UAM)大門(mén)的關(guān)鍵點(diǎn)之一。近期，NASA正在推進(jìn)他們最新的模塊化無(wú)人機(jī)系統(tǒng)研究，新型無(wú)人機(jī)被命名為L(zhǎng)angley Aerodrome。

該飛機(jī)被命名為L(zhǎng)angley Aerodrome不僅僅是因?yàn)樗窃贜ASA位于弗吉尼亞州漢普頓的蘭利研究中心設(shè)計(jì)和建造的，更是為了紀(jì)念塞繆爾·P·蘭利(Samuel P. Langley)教授，他在19世紀(jì)90年代后期命名他的無(wú)人機(jī)系列時(shí)創(chuàng)造了aerodrome一詞。在萊特兄弟成功試飛小鷹號(hào)飛機(jī)之前，蘭利教授設(shè)計(jì)的“無(wú)人機(jī)”已經(jīng)在波托馬克河上空翱翔了，他的5號(hào)無(wú)人機(jī)(Aerodrome #5)成功飛行了半英里，航時(shí)90秒。因此，蘭利研究中心在探索無(wú)人系統(tǒng)時(shí)，充分尊重了蘭利教授曾經(jīng)完成的工作。LA-8(Langley Aerodrome-8)近期在NASA蘭利研究中心的12英尺低速風(fēng)洞中完成了第一次風(fēng)洞試驗(yàn)，并計(jì)劃在8月底之前將LA-8從風(fēng)洞試驗(yàn)轉(zhuǎn)移到飛行試驗(yàn)。

圖 2Langley Aerodrome在12英尺的低速風(fēng)洞中完成了第一次風(fēng)洞試驗(yàn)

NASA無(wú)人機(jī)系統(tǒng)部門(mén)領(lǐng)導(dǎo)戴夫諾斯(Dave North)說(shuō)：“該研究項(xiàng)目名為先進(jìn)城市空運(yùn)試驗(yàn)臺(tái)(Advanced Urban Air Mobility Test Beds)，旨在探索未來(lái)城市空運(yùn)，既包括無(wú)人駕駛飛行如包裹運(yùn)送)，也包括可搭載六至八人的有人機(jī)。諾斯表示，此項(xiàng)研究是為了獲取試驗(yàn)數(shù)據(jù)并簡(jiǎn)化飛機(jī)設(shè)計(jì)流程，從而幫助私營(yíng)企業(yè)加速推進(jìn)整個(gè)城市空運(yùn)工作。”

LA-8為電動(dòng)垂直起降(eVTOL)無(wú)人機(jī)，可以通過(guò)機(jī)翼旋轉(zhuǎn)改變螺旋槳的方向，既可以像直升機(jī)一樣起飛、懸停，又能像飛機(jī)一樣快速前飛。從控制的角度來(lái)看，從懸停到前飛的轉(zhuǎn)換非常困難，NASA對(duì)這種新概念開(kāi)展研究，不僅能探索新的城市空運(yùn)飛行方式，還能幫助私營(yíng)企業(yè)獲得經(jīng)過(guò)認(rèn)證、有運(yùn)營(yíng)價(jià)值和安全性的飛行器。

LA-8采用模塊化設(shè)計(jì)，利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)和3D打印技術(shù)，無(wú)人機(jī)的任何部件幾乎都可以重新設(shè)計(jì)并更換。在設(shè)計(jì)與制造過(guò)程中，NASA非常重視3D打印技術(shù)，LA-8大約80%的零部件采用3D打印制造而成。直接從CAD文件中將零部件打印出來(lái)，能大幅減少生產(chǎn)加工的工作量，而且工程師能夠快速地對(duì)機(jī)翼、機(jī)身和其他部分進(jìn)行更換。如果想要更換零件，只需要對(duì)CAD文件進(jìn)行更改，然后按下按鈕將其打印出來(lái)即可。NASA還將制造LA-8的第二和第三個(gè)模型，用于開(kāi)展一些不同的研究。

圖 3NASA工程師正在制造模塊化無(wú)人機(jī)系統(tǒng)Langley Aerodrome

Langley Aerodrome的重新設(shè)計(jì)有助于NASA提高此類飛機(jī)的安全性，并能與私營(yíng)企業(yè)共享設(shè)計(jì)和試驗(yàn)數(shù)據(jù)。例如，當(dāng)飛機(jī)在飛行中螺旋槳?dú)幕螂姍C(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，如何控制飛機(jī)安全返回地面；當(dāng)遭遇突風(fēng)載荷時(shí)，飛機(jī)如何平穩(wěn)飛行等。這也是NASA建造該技術(shù)試驗(yàn)臺(tái)的目的。

先進(jìn)城市空運(yùn)試驗(yàn)臺(tái)研究作為NASA變革性航空概念計(jì)劃(TACP)下聚合航空解決方案(CAS)項(xiàng)目的一部分，開(kāi)發(fā)了快速設(shè)計(jì)、制造和測(cè)試此類新構(gòu)型無(wú)人機(jī)的能力。同時(shí)，還得到了空域運(yùn)行與安全性計(jì)劃(AOSP)下空中交通管理-探索(ATM-X)項(xiàng)目和變革性航空概念計(jì)劃下變革性工具和技術(shù)(TTT)項(xiàng)目的資助。