西工大“空中蝙蝠鱼”首飞 外形怪异 一排16座

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Toutiao
最新回复:2023年1月31日 13点57分 PT
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王亚男航空说

这架外形怪异的飞机,看不出明显的机身和机翼,仿佛整个机体都是机翼的一部分,但又和B-2A那种飞翼布局不太一样,起飞后仿佛一条“空中蝙蝠鱼”。这架奇怪的飞机叫BWB300,是西工大研发的一种新概念飞机。

(准备试飞的BWB300)

这架外形奇怪的飞机模型在陕西榆林靖边通用机场试飞成功,BWB300试验机主要用来验证翼身融合体客机概念。

BWB300首飞成功标志着我们开始探索新一代民用客机/运输机发展,相关探索的前期理论研究工作已经取得阶段性突破,即将进入工程运用阶段。

(和BWB300相关的论文其实在2019年就已经发表)

现在投入运营的民用客机和运输机,自诞生以来总体布局就没有发生过根本性变化。国内外航空业均认为现有总体布局潜力已经接近极限,客机想进一步提高性能十分困难,需要进行创新性设计才能推动民用客机性能进一步提高。翼身融合体设计也发展的热点,这个布局被视为未来民用客机主要发展方向。

上世纪90年代,美国波音公司就开始着手新一代客机研究,提出了BWB-450方案。BWB-450就采用了翼身融合体设计,发动机安装在尾部,这个设计也成为翼身融合体飞机标准设计。

(波音的BWB450翼身融合飞机风洞模型)

进入新世纪后,在NASA的主导下,美国制造出了X-48缩比模型试验机,并且进行了多次试飞,从而获取了大量数据,为以后发展同类型客机积累了初步的经验。空客公司也紧紧跟随,设计了MAVERIC翼身融合体试验机。MAVERIC已经在2019年首飞成功,现在还在试飞之中。

(X-48B翼身融合验证机)

中国相关单位也在进入本世纪后,也把翼身融合体设计作为发展方向进行研究和攻关。先后突破了总体布局、气动设计、结构材料等技术难关,在关键的翼身融合布局客机最90秒应急撤离也形成了解决方案。在这些技术成果的基础上,我们研制了BWB300缩比试验模型用于进一步飞行验证,为以后型号发展打好基础。

(空客公司的MAVERIC翼身融合体试验机)

翼身融合体布局最大优点就是升阻比高,客机和运输机强调经济性。根据航程布列盖公式,提高客机/运输机经济性需要采取增加升阻比,降低飞机结构重量等等措施。现有客机升阻比止步在20大关之前,大量使用复合材料之后,结构重量也难以进一步挖掘潜力。

翼身融合体布局机身和机翼没有明显的界限,表面光滑平顺,整个飞机形成一个整体都产生升力,这样就大大提高了飞机升阻比。有资料说翼身融合体飞机升阻比可以达到30左右,同样条件下燃料消耗比现有客机降低20%以上,可谓效果显著。

(BWB300巡航状态下机体和动力舱的上表面压力等高线和流线图)

另外翼身融合体飞机没有外露的平尾,简化了机体结构,也降低了重量。扁平化设计可以取消占用体积较大的部件,能节省大量材料,从而进一步降低飞机结构重量,更好的提高飞机载荷/航程性能,经济性向前迈进一大步。

(C919的机舱,一排只有6个座位)

此外,翼身融合飞机的独特设计使得同等级起飞重量下,机体内空间远大于目前的常规布局飞机,特别是客舱和货舱得到了极大地拓展。以客舱设计为例,目前的客机受制于客机机身直径的限制,一排的座位数比较少,比如C919这种单通道干线客机,一排就只能布置6个座位,像波音747这种双通道客机,一排最多也只有10个座位。

(BWB300已经考虑了载客的设计需求)

BWB300的设计,却可以达到一排16个座椅,数量是C919的将近3倍。这种设计对民航客机的载客量来说,是一个巨大提升。如果改成货仓,能装载的货物也远超目前的传统货机。

当然翼身融合体设计也有自己的不足之处,首先就是气动设计难度大,对于飞控和操纵系统要求极高。这种布局飞机的机翼宽大,机身相对较长,加上没有外置平尾参与纵向控制控制。所以飞机容易出现抬头,控制不好就会造成偏航甚至翻滚现象,给飞行安全造成极大的隐患。

(BWB300的平尾采用一体化设计,在机身后缘)

还有就是乘客集中在机身中部,沿机身展向布置,不利于紧急撤离。现代民航要求客机在90秒钟之内撤离全部旅客,这个要求对翼身融合体飞机来说是一个挑战。BWB300为了解决这个问题,在机身上设计了8个舱门,从而满足90秒黄金逃生标准要求。

(BWB300也是缩比例验证机)

翼身融合飞机的发动机布局也是一个难题,现在客机发动机安装在机翼下面,便于机场地勤的维护和更换,而翼身融合体飞机无法在机翼下面安装发动机,只能放在机身尾部上方,这对于维护和更换造成不便。

目前全球各地的民用机场设施也是按照传统布局飞机来设计的,在服务翼身融合飞机时会遇到诸多问题,翼身融合飞机投入商业运营,显然需要大量基础设施更新换代来支持。

尽管有这样那样的缺点,但是翼身融合体飞机优势十分明显,几个航空大国仍然投入大量资料进行研究和发展。

翼身融合体飞机在民用领域还面临诸多质疑,不过在军用领域却有更好的发展前景,很多在客机上存在的缺陷,换成军用飞机就不复存在了。比如对地面设施的要求,比如发动机的维护问题,又比如客机载客的逃生要求等。

军用飞机对使用成本和维护时间上有更高的忍耐度,数量有限的军用机场也不强调像民用机场那样必须用标准化设施来服务大多数飞机,为翼身融合飞机单独建造一些设备也不存在障碍。

(翼身融合运输机的风洞模型)

翼身融合飞机出色载荷能力和机体空间可以为运输机和空中加油机提供巨大的优势,而这两种军用飞机从实践中看,很大程度上可以归类为一种平台。

美国近年来又开始在新概念运输机和空中加油机领域吹风。2022年8月,美国国防部创新小组要求工业界提供开发翼身融合体飞机原型机的信息,此举应该为发展翼身融合体飞机做好准备。

(美国空军2017年公布的翼身融合飞机模型)

按照美国空军的说法,现有空中加油机无法进入反介入/拒止作战环境,而翼身融合体飞机天生就是低可探测性飞机,隐身性能好。在此基础上改装隐身空中加油机可以配合隐身作战飞机执行作战任务,在高强度对抗环境下为后者提供空中加油支持。

外界据此推测美国空军下一代空中加油机应该是一架翼身融合体飞机,它既可以满足美国空军隐身空中加油需要,也能为未来商业运用积累经验。

(洛克希德·马丁公司的翼身融合飞机模型)

美欧在翼身融合飞机上的探索走的比较早,也取得了一些阶段性成果。中国虽然起步晚一些,但从BWB300的首飞成来看,我们在该领域已经逐渐追赶上了美欧的脚步。

现阶段我国的大飞机才刚刚起步,走通C919和CR929这条路还需要时间,我们还没有精力和资金去将BWB300这样的翼身融合飞机投入到民航领域。不过或许在下一代军用运输机和加油机上,会率先看到翼身融合飞机的身影。

P
Phillip
1 楼
只有从外形上下功夫才可赶超欧美先进技术。
S
Sparke
2 楼
漂亮国摸着石头过河,厉害国摸着漂亮国过河 [1评]
雄关漫道2002
3 楼
操作系统和发动机是飞机关键,其他怎么改壳子,只要不出事,随意
m
mudxfx
4 楼
有才!
文强
5 楼
lol
不烂之舌
6 楼
重磅!各位在纽约的华人朋友们注意看这篇亲身经历的身份被盗用事件!本人曾在纽约布鲁克林一家叫🚗车工坊🚗的华人车行买过车,当时买车的时候需要身份资料,由于是朋友介绍的,当时也没多想就给了他们全部信息包括社会安全号,接下来很快就完成了旧车换新车的过程,后来觉得效率还挺高的,刚好身边也有一个亲戚也是差不多时间在这家车行买了车,同样的也是信息全部给了车行。过了几个月都相安无事,直到前段时间忽然间我的手机短信提示各种银行信用卡支出提示,后来去网上一查吓一跳,信用分掉了一大截,从买车后第二个月 我的信用被人放到各种银行商店查了几十次,没过多久,忽然有一天我的手机卡直接被作废,罪犯盗取了我的电话卡,要知道很多绑定的账户最后验证都要通过本机号码的,可想而知最后一步诈骗犯准备大干一笔!事情发生后没两天一和我在同一个车行买车的亲戚打我电话跟我说,他的身份信息也被泄露并在网上被盗刷了信用卡,我们经过打听,这家在924 64st 布鲁克林的🚗车工坊🚗(门口贴着新达维修部)有几个老板 其中一个股东跟我跟朋友认识,我朋友说这个外号叫“肥仔”的 以前专门在华人社区搞盗刷信用卡的勾当!现在已报警处理!此文警示广大同胞,揭露这家黑店的邪恶本质!希望朋友们以此为戒远离此黑店!!
j
jxxy1234
7 楼
呵呵,狗杂种也许从没听说过什么叫流体力学吧 飞翼类飞行器,可以追溯到二战时期。你主子也是抄的。再往前,中国的竹蜻蜓玩了几百年了,你主子的直升机要不要都去死? 什么一帮杂碎都是?
不忘故国
8 楼
随着航天航空和无人机技术突破,中国航空产品爆发性推出,赞👍
b
bullapex
9 楼
G
GGMM
10 楼
其实吧,外形撒的都不重要,重要的是如果能研发出出现故障,能弹射跳伞功能就好了,至少我很怕死!
大神的天下
11 楼
西工大有全国最大风洞,被美国封杀不是盖的。中国导弹能发展成这样西工大也是功不可没。干狗子还是很轻松的 [1评]
糖桔喝得
12 楼
这是好的开头,不要因为外形怪异就觉得这种飞机没什么前途,看看美国的X系列可谓一架比一架怪异,但是美国也正是通过X系列的无数次的测试才铸就了今日美国航空业的辉煌。
香椿树1
13 楼
现在无人机技术进步,让技术验证更加容易, 相信不久将来飞机技术会获重大突破.
香椿树1
14 楼
可惜了, 投入清华北大的巨资和顶尖学生成了买办培训基地而不堪重任.
总统转世
15 楼
: jxxy1234傻逼一枚,鉴定完毕 [1评]
j
jxxy1234
16 楼
: [15楼]评论人:总统转世 狗杂一只,鉴定完毕
浪迹加州
17 楼
好!提前布局。