在傳統的復合材料機翼中，每個單層均相對于“全局零點”放置，通常是一個掠角，從而使得碳纖維從機翼根部到翼尖以0°無彎曲形式直線鋪放，縱橫交錯纖維以±45°角和90°角鋪放。

 

　　極光飛行科學公司已經為NASA生產了一個新型機翼，組成該機翼的復合材料單層碳纖維是按照不斷變化的“局部零點”排列而成的，即纖維是沿著機翼內部實際載荷情況的路徑彎曲排列而成。復合材料僅在纖維取向方向上擁有較好的強度和硬度，因此將這些纖維層與載荷精準對齊將有助于生產出具有更高展弦比、更輕質堅固且阻力更低的客機機翼。

 

       由極光公司為NASA生產的被動彈性剪裁（PAT）機翼具有“絲束牽引（Tow-Steered）”的復合材料蒙皮。這種復合材料機翼摒棄了傳統的纖維直線鋪放模式，而是將自動化纖維鋪放機的鋪放頭按照密歇根大學優化得出的佳彎曲路徑曲線鋪放碳纖維窄帶或絲束，從而使機翼蒙皮精準承受載荷。

 

　　極光公司的自動化纖維鋪放機通常配有一個可一次性鋪放16個0.5英寸寬絲束——即8英寸寬帶——的鋪放頭。為了生產PAT機翼，鋪放機采用了一次性可鋪放8個0.25英寸寬絲束的另一個鋪放頭。這個更窄的帶可允許更加嚴格的曲率變化，可保證絲束沿著彎曲的路徑從機翼根部一直鋪放到翼尖。

 

　　極光公司研發部副總裁BrianYutko表示：“我們使用密西西比工廠的自動化纖維鋪放機制造機翼蒙皮。除了蒙皮，機翼的其他部分都是采用傳統方法制造的?，F在機翼正在進行裝配，隨后將被運送往NASA阿姆斯特朗飛行研究中心的負載實驗室進行相關測試。”

 

　　這個11.8米長的機翼結構是一個基于NASA通用研究模型的縮比半翼展機翼。該尺寸的機翼是一架波音777-200ER級飛機的配置。該機翼計劃在年底前交付給NASA。

 

　　Yutko表示：“PAT正在展示一種全新的制造技術，在不增加重量的情況下實現制造更高效、更靈活、更高展弦比的機翼。在阿姆斯特朗測試的目的是對機翼模型進行充分驗證，以便后續在飛行器設計中納入相關技術。驗證結果將量化節省的重量，預計重量降低將是幾個百分點，Yutko補充道：“這些數據的獲得需要基于對模型的完整驗證。”

 

       在PAT項目下，極光公司正在與佐治亞理工學院合作，對復合材料機翼結構進行厚度優化。這將涉及翼梁和翼肋的拓撲優化，僅在存在載荷的地方使用材料，從而減小結構重量。

 

　　預計這種優化會產生更多的有機或“仿生”結構，這些結構將只能使用3D打印進行生產。Yutko說：“我們并沒有做出驗證機，只是做了一個模型。它還處于技術成熟度非常低的階段。”