NASA 以縮比飛行器加速航太創新 從野火監測到自動防撞系統

NASA 以縮比飛行器加速航太創新 從野火監測到自動防撞系統

在實際飛行環境中測試新型航太概念，至今仍是 NASA 推進技術進展、降低研發風險最有效的途徑。位於加州愛德華茲市的 NASA 阿姆斯壯飛行研究中心轄下 Dale Reed 縮比飛行研究實驗室，正是以此為核心使命，透過小型遙控與自主飛行器作為符合成本效益的測試平台，協助創新構想逐步成熟，加速研究學習曲線，並為未來過渡到全尺寸飛行鋪平道路。

多元飛行平台 滿足不同研究需求

實驗室備有多款 NASA 自有遙控飛行器供研究任務選用，包括 Alta-X 四旋翼無人機、翼展達 10 英尺的 DROID（Dryden Remotely Operated Integrated Drone）整合無人機、翼展 14 英尺具備可擴充任務酬載容量的 Multi-Use Cub 固定翼飛行器，以及專為電動垂直起降（eVTOL）測試提供的 HQ-90 四旋翼無人機。所有飛行器與實驗項目在完成飛行安全審核後，由實驗室認證飛行員全程支援地面作業與飛行任務。

實驗室每位成員均為具備資格認證的縮比飛行器飛行員，能夠駕駛獨一無二或經改裝的商業飛行器執行各類任務，具備高度的專業能力與協調配合。

實戰應用案例：野火監測與超音速降落傘

FireSense 野火監測計畫展示了縮比飛行器在環境監測中的實用價值。NASA 在阿拉巴馬州蒙哥馬利市南方約 100 英里的日內瓦州立森林執行飛行任務，團隊將感測器整合至 Alta-X 無人機，完成系統測試後，派遣兩名成員携帶設備進駐森林執行飛行任務。該遙控飛行器蒐集的局部氣象數據，有助於分析煙霧擴散與火勢行為，為野火決策提供科學依據，協助消防機構更有效調度人員與資源。

另一項在阿姆斯壯中心附近執行的 EPIC（Enhancing Parachutes by Instrumenting the Canopy，降落傘儀器化強化）計畫，由 Alta-X 無人機空投內含降落傘與柔性感測器的膠囊。實驗室人員不僅負責飛行操控，更與 EPIC 團隊合作設計並整合降落傘投放機構與安全系統。這些測試驗證了柔性感測器有助於研究超音速降落傘的性能，後續研究將填補電腦模型的空白，使超音速降落傘在執行火星科學儀器與酬載投送任務時更安全可靠。

前沿技術突破：自動防撞與高效飛翼設計

自動防撞技術是 NASA 與合作夥伴數十年共同推進的研究成果。研究證實自動駕駛儀能夠偵測並從即將發生的地面碰撞中恢復，此能力已協助拯救美國軍方高性能噴射戰鬥機飛行員生命。NASA 阿姆斯壯在此研究中扮演關鍵角色，並開發出簡化版本——自動地面防撞系統（Automatic Ground Collision Avoidance System），安裝於 DROID 進行測試。該系統表現優異，後續研究將進一步發展出提供警示與操舵提示的版本。NASA 阿姆斯壯技術轉移辦公室正積極推動技術授權，供美國企業開發為商業產品。

Prandtl-D（初步研究氣動力學低阻力設計）飛翼滑翔機同樣在 NASA 阿姆斯壯設計、製造並完成飛行測試。研究人員發現其扭轉翼設計能夠降低阻力並在翼尖產生推力，為未來飛行器的燃油效率提升奠定理論基礎。原始 Prandtl-D 現已收藏於華盛頓特區史密森尼國家航空太空博物館，Prandtl-D3 則陳列於洛杉磯加州科學中心，研究人員仍在實驗室中持續開發下一代設計。

完整的技術製造與驗證能力

實驗室擁有從概念到飛行驗證的完整能力鏈，包括傳統與先進 3D 製造技術的快速原型製作、複合材料與傳統製造工藝、客製化零件設計與特殊製造、電氣與機械設計、硬體與軟體整合、以及飛行安全與飛行就緒審核流程。此外，NASA 阿姆斯壯的實驗製造部門與環境實驗室進一步強化這些能力，共同支援開發、測試與驗證作業，全力推動 NASA 的航空與探索目標向前邁進。