鸟类翅膀启发飞行安全的新方法

普林斯顿大学的工程师们从鸟类羽毛中获得灵感，发现在遥控飞机的机翼上增加几排襟翼可以提行性能，并有助于防止失速，失速是一种可能危及飞机在空中停留能力的情况。

机械和航空航天工程助理教授、这项研究的首席研究员艾米·维萨 (Aimy Wissa) 表示：“这些襟翼既可以帮助飞机避免失速，又可以在失速时更容易重新获得控制。”这项研究发表在《美国国家科学院院刊》上。

这些羽翼模仿了一组被称为覆羽的羽毛，当鸟类进行某些空中动作时，如着陆或乘风飞行时，这些羽毛就会展开。生物学家已经观察到这些羽毛何时以及如何展开，但还没有研究量化覆羽在鸟类飞行过程中的空气动力学作用。

工程学研究已经研究了受隐羽启发的襟翼，以改善工程机翼的性能，但大多忽略了鸟类有多排隐羽。普林斯顿团队通过展示多组襟翼如何协同工作并探索控制相互作用的复杂物理原理，推动了这项技术的发展。

博士后研究员兼论文主要作者 Girguis Sedky 称该技术是“一种简单且经济有效的方法，无需额外的动力即可大幅提行性能”。

耳机 襟翼会根据气流变化展开或向上翻转，无需外部控制机制。它们提供了一种廉价而轻便的方法来提行性能，而无需复杂的机械。“它们本质上只是灵活的襟翼，如果设计和放置得当，可以大大提机的性能和稳定性，”维萨说。

机翼的泪滴形状迫使空气快速流过机翼顶部，形成低压区，将飞机拉起。同时，空气推向机翼底部，增加向上的压力。设计师将这种拉力和推力的结合称为“升力”。飞行条件的变化或飞机速度的下降都可能导致失速，从而迅速降低升力。

Wissa 的团队在普林斯顿大学福里斯特尔校区的风洞中设计了一系列实验，以了解模仿羽毛的襟翼将如何影响飞行性能，特别是近失速性能，这通常发生在飞机处于陡峭角度时，此时可以观察到隐蔽的羽毛展开。