长期以来，自然世界一直是创造性思维的伟大灵感来源之一，也是促使大思想家提出更多要求的催化剂。
鉴于它们的形状，动物和昆虫的非凡能力成为人们着迷的源泉也许并不奇怪。
关于鸟类激励人们飞行的故事可以追溯到几个世纪前，希腊神话中的伊卡洛斯故事是最早和最著名的故事之一。
虽然伊卡洛斯因飞到太阳附近而死亡的传说时代可能已经过去，但对自然世界作为技术进步灵感来源的痴迷从未减弱。
也许不足为奇的是，航空业通过对仿生研究的投资取得了巨大的进步，并在许多方面看到了影响飞机设计和概念的令人难以置信的结果。
AeroSHARK仿鲨鱼皮膜
当汉莎航空技术公司（Lufthansa Technik）宣布开发出一种耐用的仿生薄膜，有助于节省燃料成本时，很少有人会想到这种灵感来自世界上的海洋。
但当瑞士航空公司在2024年10月成为第一家使用覆盖了这种新薄膜的波音777-300ER飞机的航空公司时，航空业要感谢的是鲨鱼，特别是它们的皮肤。
AeroSHARK表面膜由汉莎技术公司和涂料制造商巴斯夫联合开发，旨在模仿鲨鱼皮肤的微观结构，优化飞机机身和发动机舱的气流。
每片AeroSHARK薄膜都包含数百万条50微米高的棱柱状条纹，这使飞机能够通过减少飞机上的噪音来显着提高效率。
2023年12月，汉莎航空公司的一架777F货机成为第一架使用AeroSHARK改装的货机。
2023年12月，巴西LATAM航空公司的一架波音777飞机成为美洲航空运营的第一架安装了AeroSHARK薄膜的飞机。
随后在2024年5月，瑞士航空宣布它是第一家为整个波音777-300ER机队配备鲨鱼皮技术的航空公司。
小翼和鲨鱼
空客和波音都在飞机上安装了翼尖装置，旨在通过消除阻力来提高飞机效率。
根据波音737发布的技术，波音公司于1988年在波音747-400上推出了第一个翼尖装置，但最终被改编成一种混合翼尖，这种翼尖向上弯曲，而不是呈锐角，后来被称为翼尖小翼。
然而，翼尖装置的第一个重大突破要归功于美国宇航局在20世纪70年代在兰利研究中心资助的一个项目。
这个项目的发起者是一位名叫理查德·惠特库姆的工程师，他注意到“飞行中的鸟类在寻求更大的升力时，会把翼尖的羽毛向上卷曲”，于是他找到了翼尖小翼的灵感。
惠特库姆的翼尖装置于1979年7月24日在美国宇航局德莱顿飞行研究中心进行了首次飞行试验，随后又进行了47次飞行试验。
该装置将被证明“减少翼尖阻力”，并“提高6-7%的燃油效率”，但需要针对每种机型进行独特的定位和改装。
2012年12月，空客开始为新建造的A320系列飞机提供自己的翼尖装置“鲨鱼鳍”（Sharklets），并从2013年开始提供改装方案。
空中客车公司
空中客车公司已经成为仿生研究背后的主要航空力量，并在2020年发表了一篇论文，阐述了“通过模仿大自然最保守的秘密”来重新设计飞机的一些方法。
Fello 'fly
这篇论文包括了关于两架飞机在长途飞行中一起飞行以减少燃料消耗的操作和商业可行性的研究。
这个想法来自雪雁，它们在长途飞行中采用“V”字形队形，以帮助保存群体中的能量。
空中客车公司表示：“当以这种方式飞行时，大雁立即受益于自由升力，这使它们能够在长距离飞行时保持在空中，而不会感到疲劳。”
2021年11月9日，空客首次进行了长途编队飞行演示，两架A350飞机从法国图卢兹飞往加拿大蒙特利尔，飞机间距离3公里。
法国蜜蜂航空公司和北欧航空公司的A350飞机在旅途中节省了超过6吨的二氧化碳排放量，这证实了长途航班节省5%以上燃料的潜力。
AlbatrossONE
2019年，空中客车公司宣布了信天翁one项目，该项目的灵感来自世界上最大的鸟类之一，以其广阔的翼展和令人难以置信的飞行技术而闻名。
空中客车公司被信天翁的能力所吸引，因为它“可以将翅膀锁在肩膀上进行长距离飞行，但可以打开肩膀以更好地驾驭风速”。
工程师们开发并测试了一种小型遥控飞机演示器，该演示器具有“半气动弹性”铰接翼尖，并取得了积极的结果。
然后在2020年10月，空中客车公司宣布，另一架翼尖比第一阶段测试的翼尖长75%的小型演示机完成了门到门的飞行。
“这次最新的飞行试验证明，自由拍打翼尖可以减轻机翼负荷，避免翼尖失速，从而提高飞机性能，”空中客车公司在飞行后表示。
根据2021年披露的说法，AlbatrossONE演变为eXtra Performance Wing项目，并使用另一种比例模型进行了进一步的风洞测试。
在新命名的项目中，空客UpNext是空客的全资子公司，该公司证实，将使用一个新的演示器来推进该项目，并帮助开发一种可以在飞行过程中改变形状和形式的机翼，以最大限度地提高其空气动力学效率。
2023年11月6日，选定的演示机，一架改装的塞斯纳Citation VII商务机，首次飞行，并将进行额外的飞行测试。
空中客车公司表示，远程操作系统将集成到演示机中，随后飞行测试飞机上20个天线与地面控制中心之间的通信。
在另一份声明中，空中客车公司表示，额外性能机翼将安装在塞斯纳飞机上，并在2025年首次飞行之前进行地面测试。
猛禽
2019年，空中客车公司推出了一款混合动力涡轮螺旋桨区域概念飞机，灵感来自白头鹰等大型猛禽。
猛禽概念飞机模仿鹰的翅膀和尾巴结构，并具有单独控制的羽毛，提供主动飞行控制。
“尽管‘猛禽’并不是为了代表一架真正的飞机，但它确实提供了基于空客目前研究基础的技术，未来支线飞机可能是什么样子的洞察。”这包括混合动力推进、主动控制系统和先进的复合结构。”
另一种空客感兴趣的猛禽是长耳猫头鹰，因为它能够在几乎完全沉默的情况下捕猎。
据空中客车公司介绍，长耳猫头鹰是为数不多的几只羽毛像梳子一样锯齿状的鸟类之一。
当空气流过它们的翅膀表面时，大多数鸟类都会发出声音，而长耳猫头鹰的锯齿状羽毛使空气容易通过，从而掩盖了声音。
“今天的飞机产生的噪音已经比40年前减少了75%。空中客车公司的工程师们正在研究猫头鹰，以进一步解开静音飞行的秘密。一些想法包括一个可伸缩的刷子状装置，以模仿猫头鹰翅膀上的锯齿状羽毛，以及在飞机起落架上涂上天鹅绒般的涂层。”
蜻蜓
2023年1月，空客UpNext开始在一架A350-1000测试飞机上测试新的地面和空中飞行员辅助技术。
在“蜻蜓”项目下，正在演示的技术包括巡航时的自动紧急备降、自动着陆和滑行辅助。
“这些测试是进一步加强操作和提高安全性的系统技术研究的几个步骤之一，”空客UpNext蜻蜓演示器负责人Isabelle Lacaze说。“受仿生学的启发，正在测试的系统被设计用来识别景观中的特征，使飞机能够‘看到’并在周围环境中自主安全操作，就像蜻蜓有识别地标的能力一样。”
在飞行测试期间，这些技术能够在飞行中协助飞行员，管理模拟的无行为能力的机组人员事件，以及在着陆和滑行操作期间发挥作用。
考虑到飞行区域、地形和天气等外部因素，飞机能够生成新的飞行轨迹计划，并与空中交通管制（ATC）和航空公司运营控制中心进行通信。
NASA，波音和荷叶号
2015年6月，美国宇航局和波音公司的工程师花了大约两周的时间测试了不粘机翼涂层，这种涂层旨在去除昆虫残留物，帮助减少飞机的燃料消耗。
五种不同的涂层被应用在波音的ecoDemonstrator 757上，该飞机进行了15次飞行，以对该技术进行测试。
这种涂层的灵感来源于荷叶，它能将水从表面分散开，这给工程师们留下了深刻的印象。
美国宇航局高级材料科学家Mia Siochi说：“当你在显微镜下观察荷叶时，水不会粘在荷叶上的原因是因为它具有这些粗糙的尖状特征。”
“当液体停留在显微镜下粗糙的叶子表面时，表面张力会阻止它扩散，所以它会滚下来。我们正试图将这一原理与化学结合起来，防止虫子粘在上面。”
根据这项研究的结论，美国宇航局申请了一项“具有疏水性的荷叶状纳米纹理粉尘缓减涂层”的专利。
变形翼
2016年，美国国家航空航天局和麻省理工学院的工程师们正在研究一种新的可弯曲、可变形的机翼。
这个想法意味着，整个机身可以由一个由微小、轻量级的子单元组成的系统组装而成，机翼上覆盖着一层由类似鳞片或羽毛的重叠碎片组成的“皮肤”。
由麻省理工学院和美国国家航空航天局设计的可变形机翼的一个测试版本看到，通过激活两个小马达，每个翼尖施加扭曲压力，机翼的整个形状被改变并沿着其长度均匀扭曲。
这种结构类型的风洞试验表明，它的空气动力学性能至少与传统机翼相当，重量约为传统机翼的十分之一。
2019年，美国宇航局和麻省理工学院的工程师们更进一步，建造并测试了一种由数百个微小的相同部件组装而成的新型飞机机翼。
新的机翼设计可以改变形状，并覆盖了一层薄薄的类似于框架的聚合物材料，在美国宇航局的风洞中进行了测试。
麻省理工学院的一位发言人说：“由于这种结构由数千个小三角形的火柴棍状支柱组成，主要由空白空间组成，因此它形成了一种机械‘超材料’，结合了橡胶状聚合物的结构刚度和气凝胶的极轻和低密度。”
虽然新的机翼是由一组研究生手工组装的，但重复的过程被设计成由一群小型，简单的自主组装机器人轻松完成。
波音公司极光飞行科学公司（Aurora Flight Sciences）的结构研究员丹尼尔·坎贝尔（Daniel Campbell）没有参与这项研究，他说：“这项研究显示出了降低成本和提高大型、轻质、刚性结构性能的希望。”
“近期最有希望的应用是飞艇和天基结构的结构应用，比如天线。”
虚伪的鳗鱼
2014年，伦敦帝国理工学院（ICL）的科学家们正在研究黏糊糊的鳗鱼，以找到提高飞机性能的方法，从而提高燃油效率。
科学家们与图卢兹流体力学研究所和拉普拉斯实验室合作，研究了鳗鱼在水中游动时皮肤是如何产生涟漪的。
ICL的一位发言人说：“通过模拟和实验，研究小组能够证明，鳗鱼使用的小规模皮肤运动减少了皮肤和流过它的水之间的摩擦，这有助于它更容易地在水中移动。”
研究人员能够在一种新的膜状材料中模拟皮肤波纹的质量。
“黏糊糊的鳗鱼可能不是每个人都喜欢的，但它们是操纵自己身体在环境中滑行的大师。
现有飞机上的许多飞机部件都是从动物那里获得灵感的，我们还在继续从大自然中吸取教训，”该校航空系的乔纳森·莫里森教授说。
他补充说：“我们在飞机设计领域取得了许多令人兴奋的进展，这将意味着未来天空中的飞机更安静、更清洁、更环保。”
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