AFRL、可変キャンバー変形翼の飛行試験に成功、航空機性能を大幅向上
空軍研究所（AFRL、米国オハイオ州ライト・パターソン空軍基地）は最近、航空機の航続距離と性能を大幅に向上させる画期的なキャンバー変形翼技術の飛行実証に成功しました。
可変キャンバー準拠翼（VCCW）
AFRL開発の可変キャンバー準拠翼（VCCW）は、空力性能向上と多様な飛行条件・ミッションへの形状適応が可能です。翼キャンバー（翼面の形状）は空力飛行の基本要素です。離散的なヒンジ付き制御面を持つ従来翼は抗力が大きいのに対し、滑らかなキャンバーを持つ翼は効率的で機動性に優れます。空力条件に応じて翼を変形できる能力により、重量ペナルティなしで必要時に揚力増大（典型的には離着陸時）が可能になり、巡航時には更なる燃費効率と機動性が得られます。
第2世代の飛行実証
この飛行実験は、風洞実験が主だった第1世代より小型・コンパクトな第2世代VCCWで実施されました。全長8フィートのこの翼は、市販ラジコン航空機に搭載して無人航空機をシミュレートする設計です。2019年9-10月の一連の飛行で、低速飛行下で複数のマニューバを完了し、最適化抗力削減と機動性向上のためのアクティブ形状制御を実証しました。
単一ピース非伸張複合材スキン
VCCWは滑らかで連続的なスキン構造を備え、鋭利な表面と隙間を排除することで騒音低減だけでなく空力性能も向上させます。AFRL先進構造コンセプトチームリーダー兼VCCWプログラムマネージャーのDr. James Joo氏によると、改善された空力は潜在的に大幅な燃料節約につながります。
「初期推定ではVCCW技術で航空機燃料消費を10%削減可能です」とJoo氏。「これは主要目標の一つであり、空軍の総エネルギーコスト削減努力に合致します。」
TechBriefs.comの2019年12月記事によると：
「翼はエアフォイルキャンバーを最大6%まで能動的に再輪郭化可能で、スキン全体がシームレス、連続、単一ピース非伸張複合材スキンで構成されます。基盤となる準拠機構からの分散弾性変形と、スパン方向に分散した作動システムによるキャンバー変化による3D形状変化で滑らかな準拠形状を実現。前縁と後縁の偏向を単一作動制御で行えるのも、従来技術と比較したVCCWの非常にユニークな側面です。先進製造技術で作製され、軽量・低消費電力・低コストなソリューションです。」
フレキシブル翼技術の前進
AFRL研究エンジニア兼変形翼設計者のJared Neely氏は、この実証を戦闘員用フレキシブル翼技術の前進における重要なステップと呼びます。
「この実証の成功により、この技術をより高クラスの機体に活用し、この技術が真にもたらしうる多くのメリットを活かせる確信を得ました。」
Joo氏は、他研究機関も変形キャンバー概念を探求してきたが、AFRL版は離着陸を補助する離散制御面を持たない真のフレキシブル翼である点でユニークだと付け加えます。このシームレス表面は全体航続距離を増大させ、多様な長距離プラットフォームに最適です。チームは概念をさらに洗練し、既存航空機への追加メリットを模索し続けます。
「この実証の成功に興奮しています」とJoo氏。「この技術が将来の空軍航空機開発にもたらす機会を探求し続けます。」
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