为了减少滑翔机机翼上的阻力，让滑翔机飞得更快更远，工程师需减少一小部分的机翼表面积。这项复杂的任务涉及到流体、结构和复合材料等难题，必须同时解决，且只能通过工程仿真来完成。  

 

Ulrich Simon，Alexander Schleicher Segelflugzeugbau (AS Sailplanes)  工程师

图片来源：AS1: AS 33 滑翔机的 3D 效果图。  

 

 

 

虽然大多数人认为滑翔机比发动机驱动的飞机更危险，但滑翔机爱好者表示：滑翔机更安全，因为没有发动机，就不会发生发动机故障，也不会引发灾难。技能娴熟的滑翔机飞行员目前可以利用上升热气流的热量浮在空中，可以在空中悬浮10个小时以上，完成长达1000公里的飞行。但是，要提高滑翔速度和距离，就需要减少滑翔机上的整体阻力。Alexander SchleicherSegelflugzeugbau（AS-Sailplanes）的滑翔机工程师利用ANSYS流体、结构和复合材料仿真软件设计出一款具有新型复合材料结构的机翼，其滑翔机面积更小，以减少AS 33 滑翔式飞机的阻力。 

 

空气动力学、 结构与材料所面临的挑战  

 

比赛中使用的一流滑翔机重量从400Kg到600Kg 等。飞机的翼展为18米，机翼表面积为10.5平方米，机翼厚度仅为10厘米（约 4 英寸）。尽管机翼的翼展和厚度都非常接近实际极限， 但AS滑翔机工程师认为其表面积仍有一定的优化空间。即使将表面积减少一丁点，也可以显著减少空气阻力。 

图片来源：AS2: 研究了机翼与机身结合 处的构型，包括高翼位置（顶部） 到中翼位置（底部）。计算结 果显示，中翼位置的阻力小，在高速飞行的时候更是如此。 

 

因此， 他们决定将表面积从10.5平方米减少到10 平方米。在18米翼展保持不变的情况下，他们生产出平均气动弦（从前到后的宽度）更小的机翼，因此减少了机翼厚度。虽然这看起来似乎没什么大的变化，但对于一架已经运行一段时间的飞机来说，却是一个巨大的变化，而且已经接近它的佳设计。这需要团队克服一系列的困难。

图片来源：AS3: 用 Ansys Composite PrepPost 分析内翼交界处的碳纤维增强塑料结构的安全系数。 

图片来源：AS4: Ansys Composite PrepPost 可用于分析复合材料机翼的安全系数。翼弦中心的安全系数低 ( 橙色 )，这是由该区域的翼梁边缘受压所致