英國南安普敦大學的工程師設計并放飛了世界上第一架“打印”出來的飛機,讓飛機設計的經(jīng)濟學發(fā)生革命性改變。這款飛機名為“SULSA”(南安普敦大學激光燒結(jié)飛機的英文縮寫),是一種無人駕駛飛機,整個結(jié)構(gòu)均采用打印這種方式,包括機翼、整體控制面和艙門。
SULSA使用EOS EOSINT P730尼龍激光燒結(jié)機打印,通過層層打印的方式,打印出塑料或者金屬結(jié)構(gòu)。所有設備之間均沒有扣件,使用“卡扣固定”技術(shù)連接在一起。因此,整架飛機可在幾分鐘內(nèi)完成組裝并且無需任何工具。
這款電動飛機翼展2米,最高時速接近100英里(約合每小時160公里),巡航時幾乎不發(fā)出任何聲響。SULSA安裝了馬特-班尼特研制的微型自動駕駛 儀,他是研究小組成員之一。激光燒結(jié)允許設計師打造通常情況下需要借助昂貴傳統(tǒng)制造技術(shù)的形狀和結(jié)構(gòu)。這項技術(shù)讓高度定制化飛機從提出設想到首次飛行在短 短幾天內(nèi)便可成為現(xiàn)實。如果使用常規(guī)材料和制造技術(shù),例如合成物,這一過程往往需要幾個月時間。此外,由于制造過程無需任何工具,飛機的外形和體積能夠在 沒有額外成本情況下發(fā)生根本性變化。
SULSA研制計劃由南安普敦大學計算工程學與設計研究部門的安迪-科納和吉姆-斯堪蘭教授領(lǐng)導。 斯堪蘭教授表示:“激光燒結(jié)過程的靈活性允許設計小組重新聚焦歷史上出現(xiàn)的一系列技術(shù)和想法,由于費用過高,這些技術(shù)和想法成為常規(guī)制造的禁忌。其中一個 想法涉及到反向螺旋交織網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的使用。這種類型的結(jié)構(gòu)最初由巴恩斯-瓦利斯研制,曾用在威靈頓式重型轟炸機上,1936年上演第一次飛行。這種結(jié)構(gòu)非常 堅固并且重量輕,同時也非常復雜。如果采用常規(guī)方式制造,需要使用大量定制的零部件,組件之間需要黏合或者固定,費用極高。”
科納指 出:“激光燒結(jié)提供的另一個設計優(yōu)勢是可利用橢圓形機翼??諝鈩恿W家?guī)资昵熬鸵阎罊E圓形機翼能夠減少阻力。‘噴火式’戰(zhàn)斗機的橢圓形機翼性能極高, 但制造難度和費用也高的驚人。激光燒結(jié)能夠消除與復雜外形有關(guān)制造難度,SULSA采用橢圓形機翼設計并不會造成成本的提高。”
SULSA是英國工程與物理學研究基金資助的DECODE計劃一部分,這一計劃涉及到一系列先進的制造技術(shù),例如激光燒結(jié),用于進行無人機的設計制造。自 上世紀90年代初以來,南安普敦大學便處在無人自治航行器研發(fā)的最前沿,當時他們在南安普敦國家海洋學中心的濱水園區(qū)啟動Autosub計劃。 Autosub是一種電動潛艇,在海冰下考察的次數(shù)超過300次,進行北海測繪工作,評估鯡魚數(shù)量。
南安普敦大學設立了一項具有突破性 的課程,學生可獲得無人自治航行器設計碩士學位。設立這種課程在歷史上是第一次,將于2011年9月開課。研究生可以參加這項為期一年的課程,學習設計、 制造和操控全自動航行器。這一學位將涵蓋?;?、陸基和無人駕駛飛機,這種無人機通常用于在危險環(huán)境或者耗資較高情況下執(zhí)行任務,例如海冰下方的勘探工作或 者監(jiān)視火山噴發(fā)的氣體噴射。美國宇航局認為無人自治航行器將成為農(nóng)業(yè)、地球觀測和氣候監(jiān)視領(lǐng)域的“標準工具”。
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