翼身融合布局:未来民航客机的新趋势
翼身融合布局未来民航客机的新趋势
自1919年德国将“鸽”式侦察机改造成客机以来,民航业便迎来了蓬勃发展的春天。随后的几十年里,各种布局型式的客机层出不穷,特别是1958年波音公司推出的波音707,奠定了现代民航客机的基本构型。然而,随着能源危机的加剧,航空公司对于“更省油”和“更能装”的需求愈发迫切,传统的“管—翼”布局已接近其性能极限。在此背景下,翼身融合布局(Blended-Wing-Body,BWB)有望成为未来民航客机的主流选择。
翼身融合布局,是一种机翼与机身高度融合的升力体布局,两者之间没有明显的分界线,实现了你中有我,我中有你的完美融合。这一概念最早由麦道公司在1988年提出,并在后续的三个发展阶段中不断完善。
在第一个阶段(1991年至2000年),麦道公司和后来的波音公司提出了多个翼身融合布局方案,主打超大载客量,如载员800人或以上的设计。尽管这一时期的方案展示了相对常规布局的优势,但由于气动噪声问题未能得到解决,并未被主流客机所采纳。
进入第二个阶段(2001年至2010年),欧美各国纷纷加入翼身融合布局的研究行列,其中NASA的推动作用尤为显著。此阶段的研究重点是如何进一步提高翼身融合度,降低飞机结构重量并提高升阻比。例如,波音公司的SugarRay方案在前缘采用自然层流减阻技术,在湍流区采用小肋减阻技术,确保了高升阻比。此外,NASA的N 3计划通过将发动机嵌入机身后部,有效地降低了噪声。
近15年来,翼身融合布局的研究进入了第三个阶段,参与研究的机构更为丰富,研究内容也更加贴近工程应用。例如,Dzyne技术公司针对未来客机的高音速巡航特性,设计了将货舱和燃油箱放置在翼根处的Ascent1000客机方案;空客则提出了采用氢能源的翼身融合布局“ZEROe”方案;而俄罗斯图波列夫设计局自1991年起便研究了多个方案,其中最著名的当属图-404方案。此外,加拿大、德国、英国、法国等国家的研究机构也在公务机、支线客机等不同类型的客机中探索了翼身融合布局的应用。
在新世纪里,我国也在翼身融合布局领域展开了深入的思考和探索,最具代表性的方案包括商飞的灵雀B方案和西北工业大学的NPU-BWB-3方案。可以预见,随着技术的不断进步和创新,翼身融合布局将在未来的民航客机发展中发挥越来越重要的作用。
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