飞机机翼从诞生至今已经过百年演进，但从始至终保持着相对固定的形态。南京航空航天大学的一个研究团队正试图改变这一现状，他们研制出一种受

  发表在《国际极限制造杂志》上的最新论文显示，这样一种材料在断裂前可拉伸至原尺寸的38%，加热后能恢复超过96%的预设形状。

  研究团队制造的原型机翼已经通过了初步测试，能够在负25度到正25度的角度范围内平滑变形。接下来，他们计划在机翼上添加传感器和电子元件，让这种可变形机翼能够实时监测自身状态并主动调整形状。

  开发可变形飞机材料并非易事，研究团队面临的是三重技术挑战。首先是材料选择的两难困境，聚合物材料虽然柔韧但强度不足，没办法承受高空飞行的空气动力载荷。传统金属虽然强度足够，但缺乏变形力。被动式机械结构虽能实现某些特定的程度的变形，但往往笨重且无法实时响应。

  南航团队选择了镍钛形状记忆合金作为突破口。这种材料具备独特的形状记忆效应和超弹性，受热时能自动恢复到预设形状。但如何将这样一种材料精确加工成复杂的三维结构，成为第二重挑战。

  激光粉末熔融技术为解决这一难题提供了可能。这是一种极其精确的金属3D打印技术，能够逐层熔化金属粉末，构建出传统工艺没办法实现的复杂结构。研究团队利用这项技术制造出尺寸仅为0.3毫米的微小波浪状结构，这些微观结构正是材料变形力的关键。

  第三重挑战是如何在保证柔韧性的同时确保耐久性。航空材料不仅要承受巨大的空气动力载荷，还要经受成千上万次的循环变形而不出现疲劳失效。这对材料的微观结构设计提出了极高要求。

  研究团队的灵感来源颇为意外，并非来自鸟类翅膀，而是来自一种常见的多肉植物马齿苋的种皮。这种植物种皮表面的细胞具有独特的波浪状界面结构。

  这种生物结构的巧妙之处在于可以有明显效果地分散和扩展表面压力。当种皮收到外部作用力作用时，波浪状界面能够将应力均匀分布，防止应力集中导致的破裂。这种天然的力学优化方案经过数百万年的进化验证，具有极高的可靠性。

  研究团队将马齿苋种皮的天然纹理转化为金属网状蜂窝结构。通过计算机辅助设计和拓扑优化，他们在金属材料中复制了这种波浪状界面的力学特性。最终得到的结构既保持了金属的高强度，又获得了类似生物组织的柔韧性。

  这种仿生设计方法在航空航天领域正慢慢的变重要。自然界经过亿万年进化形成的结构往往代表着某种最优解，将这些智慧应用到工程实践中，能够大幅度的提高人造系统的性能。

  南航团队的突破并非孤立事件，变形机翼技术已成为全世界航空航天领域的研究热点。美国NASA早在多年前就启动了相关项目，探索通过主动控制策略实现机翼变形，类似于高端降噪耳机的工作原理。

  空客的UpNext项目组正在“奖状”VII试验台上测试变形eXtra Performance机翼。这种技术旨在通过改变机翼形状来优化不同飞行阶段的气动性能，从而提升燃油效率和飞行性能。

  波音和空客自20世纪80年代以来就在研究襟翼间交联系统等有关技术。虽然当前的商用飞机仍使用传统的襟翼和副翼系统，但变形机翼技术有望在未来十年内实现商业化应用。

  中国在这一领域也有深厚积累。南京航空航天大学等机构多年来持续开展形状记忆合金驱动的变体机翼研究，在理论分析和风洞试验方面都取得了显著成果。多项专利显示，中国研究者在SMA驱动器布局、可变形机翼结构设计等方面形成了自主创新成果。

  全球商用飞机机翼市场规模在2023年达到463.2亿美元，预计到2032年将以7.34%的复合年增长率增长至816.4亿美元。变形机翼技术的成熟将为这一庞大市场带来革命性变化。

  尽管取得了重要进展，但变形机翼技术离大规模应用仍有距离。当前的原型系统主要验证了材料的可行性，要真正装上飞机还要解决一系列工程问题。

  首先是控制管理系统的开发。变形机翼需要根据飞行状态实时调整形状，这要求传感器、控制器和执行机构高度集成。如何在极端温度、振动和电磁环境下保证系统可靠运行，是巨大的挑战。

  其次是适航认证。任何新技术要应用于民用航空都一定要通过严格的安全验证。变形机翼涉及结构强度、疲劳寿命、失效模式等多个角度，每一项都需要大量试验数据支撑。

  再次是成本效益分析。虽然变形机翼能够提升气动性能，但其研发、制造和维护成本也会相应增加。只有当性能收益足以抵消额外成本时，航空公司才会有动力采用新技术。

  镍钛记忆合金在2025年的增材制造技术方面取得了突破性进展，激光粉末床熔融技术已能够精准控制成分和复杂几何形状。这些工艺进步为变形机翼的产业化奠定了基础。

  南航研究团队表示，下一步将重点开发智能控制管理系统，让变形机翼能够自主感知飞行环境并作出响应。如果一切顺利，这种技术可能在5到10年内应用于无人机，并最终走向载人飞机。

  从多肉植物的种皮到高科技的飞机机翼，这是一次跨越生物与工程边界的创新。当材料科学遇到仿生学，当3D打印遇到形状记忆合金，人类正在创造出前所未有的飞行器。未来的天空，或许将由这些能够自如变形的机翼主宰。（航柯）