美國太空總署正在測試全新的飛機機翼設計，該設計可以大幅減少燃料使用，但也有一個問題：它們可能更容易受到冰層堆積的影響。在格倫研究中心，NASA 正在使用結冰研究隧道模擬危險天氣，並研究如何確保這些光滑、省油的機翼在飛行過程中的安全。透過與波音公司合作開發X-66 演示機，這項研究正在推動永續航空的發展。

藝術家的概念圖展示了跨音速桁架支撐機翼的概念。 NASA 的先進航空運輸技術計畫正在探索這種設計，它涉及更長、更薄的機翼結構和支柱，以提高空氣動力學效率並降低燃料消耗。圖片來源：NASA

節油飛機設計的冰風險

未來幾年，由空氣動力學支架支撐的細長機翼的飛機將幫助航空公司減少燃料消耗和排放。然而，這些高效的機翼設計也可能更容易在飛行過程中結冰。 NASA 研究人員正在調查這是否是一個重大風險，以及如何管理它。

在位於克利夫蘭的美國太空總署格倫研究中心，科學家和工程師正在使用歷史悠久的結冰研究隧道來測試跨音速桁架支撐機翼的原型。他們的目標是收集關鍵數據，以指導這些下一代飛機的設計。

美國太空總署克利夫蘭格倫研究中心研究員 Thomas Ozoroski 於2024 年10 月進行結冰測量，這是跨音速桁架支撐機翼概念研究的一部分。美國太空總署格倫研究中心的研究人員於2025 年3 月進行了另一次測試活動。圖片來源：NASA/Jordan Cochran

機翼設計中效率與安全性的平衡

跨音速桁架支撐機翼產生的阻力比傳統機翼小，因此飛機可以消耗更少的燃料。但其代價是機翼表面結冰的可能性較高。為了確保安全和性能，NASA 正在對該設計進行一系列嚴格的結冰測試。到目前為止，他們的結果表明，機翼前緣（即穿過空氣的最前端部分）的大部分需要安裝防冰系統，類似於目前某些商用飛機上使用的系統。

美國太空總署格倫實驗室可以在其結冰研究隧道中模擬結冰條件，以確定新飛機設計的潛在挑戰。這些測試提供了有關機翼結冰情況的重要信息，並有助於確定最關鍵的安全結冰條件。所有商用飛機都必須獲得聯邦航空管理局的批准才能在各種天氣條件下飛行。

由於跨音速桁架支撐機翼設計較薄，冰在寒冷條件下容易積聚，正如2024 年10 月的一次測試中所見。美國太空總署克利夫蘭格倫研究中心的研究人員於2025 年3 月進行了另一次測試活動，收集了重要數據以確保安全。圖片來源：NASA/Jordan Cochran

產業合作與實際應用

這項研究是NASA 為完善跨音速桁架支撐技術而進行的工作之一，研究內容包括安全性以及未來飛機如何融入美國航空基礎設施等議題。波音公司也與NASA 合作建造、測試和試飛X-66，這是一款全尺寸的跨音速桁架支撐機翼示範飛機。由於實驗飛機不會在結冰條件下飛行，因此結冰研究隧道中的測試將解答有關結冰問題。

這項工作推進了NASA 在開發經濟、操作和環境可持續的超高效客機技術方面的作用。大約二十年來，NASA 一直投資研究，旨在推動跨音速桁架支撐機翼技術的發展，使私人航空公司能夠將其整合到商用飛機配置中。 NASA 透過包括其先進航空運輸技術項目在內的計劃投資這項研究，該項目研究跨音速桁架支撐機翼概念的具體性能方面，例如結冰。先進航空運輸技術專案是NASA 先進飛行器計畫的一部分。

編譯自/ ScitechDaily