由美國洛馬公司臭鼬工廠研制的X-56A無人機將在未來幾個月進行飛行測試，這個項目是為了解決柔性機翼顫振問題而設(shè)立的，旨在開發(fā)未來更輕、展弦比更大的機翼而做好準備。

顫振是空氣動力學(xué)家字典里最可怕的單詞，但是目前一個工程師團隊已經(jīng)做好準備進行專為解決顫振問題設(shè)計的柔性機翼的飛行測試。如果飛行測試取得成功，那么它的價值是巨大的。從航空發(fā)展的早年，設(shè)計師們采用增加結(jié)構(gòu)裕度的方法來避免顫振發(fā)生。雖然這種方法使得機體變得更加堅硬，并且能夠避免慣性力同氣動力發(fā)生耦合產(chǎn)生結(jié)構(gòu)的毀壞，但它也勢必限制了布局效率的發(fā)揮。

X-56A被授予“多用途技術(shù)測試平臺（MUTT）的稱號，它代表了一種未來的飛行器：采用細長、柔性機翼的飛行器，而這在目前看來是不可思議的。

雖然尺寸相對較小，并且沒有縮放到真實的高空長航時無人機或者更大的遠程運輸機的大小，但是X-56A仍然能夠展示相同的氣彈現(xiàn)象。盡管以目前的水平，這樣一個柔性機翼飛行器幾乎在它的首飛中勢必會發(fā)生事故，但是研究人員還是開發(fā)了一些工具和方法來幫助它安全飛行。

X-56A的控制系統(tǒng)不僅能夠預(yù)測和感知顫振發(fā)生的起點，也能夠主動地偏轉(zhuǎn)舵面抑制顫振的發(fā)展。X-56A相比于有人駕駛的X系列驗證機是更加經(jīng)濟的，它采用遠程遙控飛行，因為顫振測試是非常危險的，尤其是對于這樣的柔性機翼。因此，高風(fēng)險的演示驗證選擇在加州愛德華茲空軍基地廣袤的干湖床上空進行。非常恰當(dāng)?shù)氖牵琗-56A被存放在同樣是解決尖端飛行研究的美國第一架噴氣式戰(zhàn)斗機貝爾P-59曾經(jīng)停放的隔離的北機庫中。1942年，P-59曾在這里進行過秘密的飛行測試。

由于機體很可能在試驗中損壞，因此X-56A一開始就被設(shè)計為可拆卸機翼和機身。這個無人機系統(tǒng)是由洛馬公司、美國空軍研究試驗室和NASA共同開發(fā)的，在洛馬公司完成飛行測試后該機將會移交給NASA。X-56A無人機系統(tǒng)共包括2個機身、一套剛性機翼、3套柔性機翼，整個系統(tǒng)還包括輕便的地面控制站，它具有模擬和系統(tǒng)集成試驗室能力。

X-56A驗證機重約218千克，在機身尾部上方安裝了兩臺36千克推力的JetCat P400噴氣式發(fā)動機，每個發(fā)動機前的機身里各安裝了一個油箱，油箱兩側(cè)安裝了類似西銳SR22通用飛機采用的整機降落傘。降落傘和油箱被封裝在中心翼盒結(jié)構(gòu)中，該翼盒由前后梁和機身側(cè)面對接結(jié)構(gòu)組成。前梁前方的前機身包括一個航電設(shè)備艙，并支持機頭安裝的大氣數(shù)據(jù)探針。

每副機翼都有翼梢小翼、4個升降副翼，中心體后部還有襟翼。作動器安裝在臨近每個舵面的干燥的艙內(nèi)，機翼內(nèi)的其它空間安裝有水壓載艙，用于穩(wěn)定性調(diào)節(jié)。三個外翼水壓載艙每個可裝水12磅（5.4千克），最大的位于翼根的水壓載艙可裝水61磅（27.7千克）。

X-56A的3個柔性機翼被設(shè)計為完全一樣的，但是所采用的樹脂并不像最初設(shè)想的那樣柔軟。機翼被設(shè)計成兩層玻璃纖維結(jié)構(gòu)，兩層的方向為0/90度。NASA固定翼項目副經(jīng)理Gary Martin說，“這樣做的目的是為了使機翼在扭轉(zhuǎn)方面足夠柔性，以使得在飛行包線范圍內(nèi)發(fā)生彎扭耦合模式的顫振。”但是對于0/90度鋪層方向，樹脂基的力學(xué)特性對于玻璃纖維層合板來說起決定性作用。因此，現(xiàn)在預(yù)計機翼彎扭耦合模式的顫振將在飛行包線之外發(fā)生。NASA阿姆斯特朗飛行測試中心X-56A項目總工程師John Bosworth表示，“這是因為樹脂比我們原先想象的要硬。”

　　其機身被橫向切為兩段，在機身尾部中心線上安裝有可裝載第三臺發(fā)動機或者垂尾的連接點。這是為了方便NASA對X-56A的布局修改而做的準備，后面可以安裝垂尾和平尾或者安裝小型、更大掠角的機翼和支柱變成連接翼布局以進行更多的測試。在2013年7月26日至9月20日之間，洛馬共進行了8次剛性機翼的試飛，完成了氣動性能、控制系統(tǒng)、飛行性能和操縱品質(zhì)測試。測試數(shù)據(jù)指導(dǎo)了未來柔性機翼控制律的開發(fā)，同時也幫助改進柔性機翼的定義模型。洛馬公司高級技術(shù)人員、X-56項目技術(shù)經(jīng)理Edward Burnett說：“只有進行X-56A的飛行測試才能真正測試非定常氣動力。”

Bosworth表示，“真正的關(guān)鍵是建立正確的模型。”從洛馬公司的飛機結(jié)構(gòu)有限元模型開始，研究人員開發(fā)了一個非線性N自由度模型來預(yù)測X-56A的復(fù)雜的氣動伺服彈性，最終開發(fā)了采用線性的、降階的N自由度模型的自適應(yīng)控制系統(tǒng)來避免顫振。Burnett說：“借助于X-56A項目的推動，控制系統(tǒng)得到了一定的發(fā)展。但是這樣的方式并不直接，控制系統(tǒng)發(fā)展的速度并不快。”

Burnett稱：“NASA已經(jīng)接近他們的時間表，所以我們決定當(dāng)我們將工程資源投入到第二架X-56A上時，我們應(yīng)該讓控制律和顫振工程師持續(xù)考慮這些問題。”第一架X-56A被稱為Fido，目前已經(jīng)安裝上柔性機翼，第二架備份X-56A，原本計劃作為意外發(fā)生時的備份，但現(xiàn)在已經(jīng)安裝上剛性機翼，正在進行交付NASA前的檢查。

Burnett說：“NASA目前正在模擬器上測試他們的控制律并熟悉這一系統(tǒng)。洛馬給NASA提供了精確的數(shù)據(jù)，所以NASA清楚地了解他們需要關(guān)注什么。”據(jù)Burnett表示，洛馬還給NASA提供了剛性機翼的控制律。但是Burnett強調(diào)：“洛馬提供的只是作為一個目標模型，并沒有完全揭示其中的細節(jié)。”因此，NASA和洛馬各自開發(fā)的控制律可以進行對比。（王元元）