為了減少滑翔機機翼上的阻力，讓滑翔機飛得更快更遠，工程師需減少一小部分的機翼表面積。這項復雜的任務涉及到流體、結構和復合材料等難題，必須同時解決，且只能通過工程仿真來完成。  

 

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

圖片來源：AS1: AS 33 滑翔機的 3D 效果圖。  

 

 

 

雖然大多數人認為滑翔機比發動機驅動的飛機更危險，但滑翔機愛好者表示：滑翔機更安全，因為沒有發動機，就不會發生發動機故障，也不會引發災難。技能嫻熟的滑翔機飛行員目前可以利用上升熱氣流的熱量浮在空中，可以在空中懸浮10個小時以上，完成長達1000公里的飛行。但是，要提高滑翔速度和距離，就需要減少滑翔機上的整體阻力。Alexander SchleicherSegelflugzeugbau（AS-Sailplanes）的滑翔機工程師利用ANSYS流體、結構和復合材料仿真軟件設計出一款具有新型復合材料結構的機翼，其滑翔機面積更小，以減少AS 33 滑翔式飛機的阻力。 

 

空氣動力學、 結構與材料所面臨的挑戰  

 

比賽中使用的一流滑翔機重量從400Kg到600Kg 等。飛機的翼展為18米，機翼表面積為10.5平方米，機翼厚度僅為10厘米（約 4 英寸）。盡管機翼的翼展和厚度都非常接近實際極限， 但AS滑翔機工程師認為其表面積仍有一定的優化空間。即使將表面積減少一丁點，也可以顯著減少空氣阻力。 

圖片來源：AS2: 研究了機翼與機身結合 處的構型，包括高翼位置（頂部） 到中翼位置（底部）。計算結 果顯示，中翼位置的阻力小，在高速飛行的時候更是如此。 

 

因此， 他們決定將表面積從10.5平方米減少到10 平方米。在18米翼展保持不變的情況下，他們生產出平均氣動弦（從前到后的寬度）更小的機翼，因此減少了機翼厚度。雖然這看起來似乎沒什么大的變化，但對于一架已經運行一段時間的飛機來說，卻是一個巨大的變化，而且已經接近它的佳設計。這需要團隊克服一系列的困難。

圖片來源：AS3: 用 Ansys Composite PrepPost 分析內翼交界處的碳纖維增強塑料結構的安全系數。 

圖片來源：AS4: Ansys Composite PrepPost 可用于分析復合材料機翼的安全系數。翼弦中心的安全系數低 ( 橙色 )，這是由該區域的翼梁邊緣受壓所致