超材料助力飞机速度突破新纪录！

超材料助力飞机速度突破新纪录！

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来源

1.

https://new.qq.com/rain/a/20250131A01RNX00

2.

https://blog.csdn.net/m0_68961828/article/details/142754727

3.

https://www.mittrchina.com/news/detail/12992

4.

https://www.chnfund.com/article/ARa4e826d6-163b-50c3-4986-3a1637e5cf31

5.

https://www.cae.cn/cae/html/main/col2263/2024-04/07/20240407155542902610484_1.html

超材料是一种通过人为设计内部结构实现超常物理性能的人造材料。其基本结构单元尺度小于它作用的波长，从而可控制光波、无线电波和机械波传播。典型超材料包括左手材料、光子晶体及声子晶体等。

超材料技术实现了功能到结构的逆向设计，对航空领域可能产生诸多潜在的颠覆性影响：

1. 构造能实现完美隐身的超材料“隐身斗篷”和超材料吸波体，大幅提高飞行器的隐身性能；

2. 制造小型射频天线和超分辨率成像系统，有效强化探测跟踪能力；

3. 将平面传输天线与超材料耦合设计，可提高天线辐射效率并缩小尺寸，推动航空装备微波射频组件的小型化、集成化发展。

智能结构技术将传感器、驱动器和控制元件集成到基体材料中，实现自诊断、自适应和自修复等功能，是未来先进飞行器的发展方向之一，主要研究方向为智能蒙皮和自适应变体结构等。

智能蒙皮将几千个尺寸仅有米粒大小具有感知、处理和通信能力的微型计算系统植入材料内部，协同感知周边环境，从而调控过热和超应变区域，或调节内部电磁参量，降低电磁散射信号实现隐身功能。智能蒙皮将功能组件与结构相集成，具备无线电探测、能量存储等功能，在减轻重量、节省空间、提高飞行器隐身性能等方面具有很大潜力。

自适应变体结构通过感知飞行器飞行环境和姿态变化，经处理机运算决策后闭环控制飞行器结构局部或整体连续光滑变形，使飞行器保持最优性能和气动效率，实时适应多种飞行环境和任务需求。

总的来说，智能结构对航空领域可能产生三个潜在颠覆性影响：

1. 机翼自适应结构变形可进一步减阻降噪，提高飞行经济性；

2. 采用智能结构的高速飞行器可感知高温区域并进行外形自适应和材料自修复，有效解决“热障”问题，降低热防护设计难度；

3. 采用智能隐身材料可进一步提高隐身性能，提升飞行器生存能力。