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六代机技术:形状变形和自我修复,中国已经实现了哪几项
送交者: 一剑破天 2021年07月26日20:23:18 于 [军事天地] 发送悄悄话

歼20总师杨伟透露下代战机外形像变形金刚,6代机真的要来了?美国已经宣布正在秘密研制六机,号称已经试飞,不过没有公布任何照片和视频。歼-20已经从2011 年试飞到大量装备已经10年。外界估计成飞正在研制革命性的六代机,杨伟透露了新六代机可以变形,自我损伤修复,人工智能等技术。

科学家观察到,变形有两种:

自然变形和鸟类变形

研究人员和观察者早就认识到,鸟类和各种其他飞行生物能在飞行中改变其身体结构,调整其空气动力学轮廓,以适应不断变化的飞行条件。

老鹰的脚能靠在身体上,以减少空气动力学阻力,同时延长翅膀(通常用来减缓下降的速度),羽毛全部张开,以打破在翅膀尖端的漩涡,增加阻力。飞机研发就可研制可伸缩起落架,相当于鸟在飞行中将双腿拉向身体。

即这种转换可显著减少空气动力学阻力,进而提飞机的燃油经济性。还使得飞机能够有效地以截然不同的飞行速度飞行,例如,当从亚音速过渡到超音速飞行。

过去认为飞机变形技术是不可能的,但现在已经相当普遍了,如B-1B和图-160轰炸机。。

形状记忆合金——六代机可自我修复

事实上,人类早在二战之前就发现了金、铜、钴、铁、镍等金属的合金有形状记忆效应。可以恢复到原来的状态。

美国宇航局正在开发改造金属,如航天器的智能自适应材料。美国宇航局位于弗吉尼亚州的兰利研究中心,正在疯狂地研究变形飞机。

安娜·麦戈万博士 - 美国宇航局材料变形项目主任

安娜·麦戈文发现,在复杂的变形系统中,这种线性还原方法不起作用。复杂的系统是交叉学习的函数,不同组件之间的边界现在模糊不清。换句话说:"工程中的复杂系统更多地依赖于组件的相互作用,而不是组件本身。因此,有必要综合考虑形态材料的创造,即智能形态系统的创建。

这种方法在先进航天器的研制中具有实际应用性。

通过变形工艺,可以控制使用这种材料的阻力、负载、噪音的减少,以及传感器和执行器的

协调。最重要的是,这种材料有朝一日可以用作"自我修复航天器外壳"的基础,这种外壳可以自我修复。此转换允许飞行器"记住"以前的配置或"记住"自己以实现未来的功能。

当材料可以转换时,可以更改飞船或战机的形状,以适应其移动的环境。而这种材料可以变 形飞机和航天器。

液态金属和自我修复材料

液态金属的发明,这意味着熔融金属的位置和形状可以动态编程和控制。

英国苏塞克斯大学互动实验室主任什里拉姆·苏布拉马尼安教授说,他们和许多其他研究人员的长期愿景之一是以数字方式操纵任何物体的物理形式、外观和功能,以创建智能、灵活和有用的物体,超越任何现代显示器或机器人的功能。所以,新的智能变形材料,具有自我修复,这也可能成为六代机的革命性技术。

美国卡内基梅隆大学的研究人员开发出一种材料,它具有独特的对重大损坏的抵抗力,即自我修复功能。这项工作由陆军研究办公室的赠款资助。

美国空军研究实验室开发了由金属制成的具有记忆(硝醇)的航天器部件,并将这些独特的变形系统送入太空。据说这些开发来源于当年从罗斯韦尔飞碟坠毁事件得到的形状记忆金属,在至少三次演示中利用了这项技术的优势,至于哪三次,美国人一地保密。

欧洲航天局目前在太空的"罗塞塔"号慧星探测器就采用了这种技术。美国已经与欧洲航天局合作研制了一艘航天器,成为第一个进入轨道并在彗星上着陆的航天器,配备了形状记忆气体释放机制,一个专门的金属记忆阀。

未来的六代机可能具有灵活或变形机翼,能够像鸟一样飞行,还能变形进入太空战斗。这不是抽像技术,而是大国正在秘密研制的技术。

飞行变形可以分为:远程控制,激励措施。通过声光电和磁场控制,并增加了超越自然极限的能力。技术的难度除了材料本身,还有六代机必须能够探测或感知周围大气的状态,以及它们自己的位置和结构结构,才能给自己自主变形,像飞鸟一样,那就需要新式传感器和人工智能技术,否则容易导致悲剧。变形飞行需要高度专业化的结构,但也需要专门的执行器来移动和定位这些结构。

总之,六代机必须具有形状变形这一重大跨学科技术,还要具有自我损伤修复功能,空中悬停技术,跨大气层飞行技术。只有创造与飞行员思想直接反应的材料和系统,才能在飞机上实现鸟类变形。当然与鸟类不一样,六代机不是用来飞行的,而是用来战斗的。


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