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以色列理工学院学生制作的3D打印飞机完成首次试飞

导读:3D打印用在飞机设计、制造领域的案例越来越多,这其中既包括大型的载人飞机的零部件打印,也包括无人机的制造,总的来讲在提高研发效率和降低制造成本方面的优势已经非常明显。

2020年6月28日,南极熊从外媒获悉,来自Technion-以色列理工学院的学生和工作人员成功完成了A3TB(主动式空气弹性飞机试验台)的首次试飞,这是一个用于研究飞机动力学和机翼灵活性的实验装置。这架无人驾驶飞机完全是3D打印的,并在3月举行的第60届以色列航空航天科学年会期间赢得了学生项目竞赛。试飞在5月15日进行。

3D打印飞机首次试飞,图片来自Technion

设计现代飞机

在设计现代飞机时,需要考虑的因素有很多,比如油耗和有害气体的排放。通常情况下,减轻飞机本身的重量可以带来可观的经济和环境效益,但简单地去掉一些部件并不总是可行的。相反,可以通过设计的选择来抵消重力的作用,比如大翼展来减少阻力,增加升力。然而长翼会导致弯曲和结构震颤,因此需要通过模拟和试飞来建立控制机制。

A3TB(主动式空气弹性飞机试验台)

在进行试飞时,坠毁的可能性是存在的,所以试验台应该是可重复的,而且价格应该相当便宜。A3TB就是这样,只需要一台3D打印机就可以在很短的时间内制作出来。它的重量为10公斤,但翼展为3米,允许团队在飞行过程中评估其性能,以便根据真实的飞行数据设计控制和稳定机制。

领导这个项目的Daniella Raveh教授说:"成功的飞行标志着研究、测试和设计计划的起点。我们开发的概念,以及在3D打印机上打印整架飞机的可能性,为设计飞机提供了相当大的自由度,与复合材料或金属制成的飞机相比,我们制作的飞机具有巨大的成本优势。由于是测试飞机,预计会在某个时间点坠毁,这些特点使得在不需要大量投资的情况下进行许多改进成为可能。"

5月份的试飞表明,目前的设计能够在海平面上水平飞行。据团队介绍,这次飞行标志着飞机研发的一个重要里程碑。

Raveh教授最后说:"小组目前正在研究一种自动控制机制,将在未来几个月内安装在第二代飞机A3TB-G2上,我们希望在不久的将来报告更多有趣的结果"。

Daniella Raveh教授和学生们在一起,照片来自Technion

其他3D打印飞机/无人机

近年来,我们看到快速成型制造被越来越多地应用于航天和航空领域。国航空公司(British Airways)指出:“ 3D打印是朝着航空业可持续发展的未来迈出的重要一步,因为打印机所生产的零件既坚固又耐用,与传统组件一样,重量减轻了55%。在飞机使用寿命期间,重量每减轻1公斤,最多可以减少25吨二氧化碳的排放。”

2016年,全球第一架3D打印飞机问世了,空中客车公司成功造出了世界上首架利用3D打印技术制造的飞机Thor,并且在柏林国际航空展上亮相,迷你飞机Thor在周围多架巨型喷气机的围绕下,Thor显得十分矮小,但是依旧引人注目,因为这架小型空客飞机是全球第一架3D打印飞机。

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