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商业航空中变形翼设计

系统与控制 2025-02-12 v1 系统与控制

摘要

随着对燃料效率和 operational 可适应性日益增长的要求,本文提供了对变形翼技术的系统性综述和分类,分析了它们的气动性能特征和大气条件的可适应性。我们首先基于变形比例、actuation 机制和 intended 目的,构建了变形翼设计的全面分类框架。通过分析历史发展和当前实施情况,我们评估了两个重要案例研究:Mission Adaptive Compliant Wing (MACW) 和 Adaptive Aspect Ratio (AdAR) 变形翼,显示出最高可达 25% 的 drag 降低和 40% 的 control authority 提升。我们的研究揭示了在 full-span 和 partial morphing 方法之间存在关键权衡,尤其是关于 implementation 复杂度、certification 要求和 operational 可靠性方面。该研究以评估技术障碍和机遇为结论,为在商业航空应用中推进变形翼技术提供了 specific 建议。关键发现表明,尽管 material science 和 control system 的进步使 practical 实现成为可能,但 certification 路径和 maintenance 考虑因素仍是大范围采用的关键挑战。

关键词

引用

@article{arxiv.2502.07182,
  title  = {Morphing Wing Designs in Commercial Aviation},
  author = {Chengyue Dong and Mansur M. Arief},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2502.07182},
  year   = {2025}
}