翼身融合大型客機縮比試驗機試飛成功-環(huán)球快報

西北工業(yè)大學(xué)研制的翼身融合大型客機縮比試驗機?？蒲袌F隊供圖

(資料圖)

“飛過(guò)來(lái)了！看，這個(gè)飛機太漂亮了！”

日前，在陜西靖邊通用機場(chǎng)（無(wú)人機試驗測試中心），一架外形新穎的飛機從跑道上起飛，自由地飛行在蔚藍的天空中，顯得格外引人注目。

這是西北工業(yè)大學(xué)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“西工大”）研制的翼身融合大型客機的縮比試驗機試飛的場(chǎng)景。作為系列關(guān)鍵設計技術(shù)飛行驗證的摸底試飛試驗，此次試驗進(jìn)行了試驗機的起降、通場(chǎng)、規劃航線(xiàn)自主飛行等科目測試，圓滿(mǎn)完成了預期的飛行計劃。

飛行試驗由西工大牽頭的國內翼身融合民機技術(shù)研究團隊組織實(shí)施，是翼身融合民機技術(shù)研究從概念研究到技術(shù)驗證的關(guān)鍵一步，是翼身融合民機技術(shù)研究的重要里程碑節點(diǎn)。

推動(dòng)民機領(lǐng)域技術(shù)變革

領(lǐng)潮未來(lái)發(fā)展方向

翼身融合民機外形擁有寬扁的機身，極具流線(xiàn)感，機身和機翼之間過(guò)渡光滑，沒(méi)有明顯的界線(xiàn)，機艙位于微微鼓起的機身下方。

這種機翼、機身融為一體的飛機，被稱(chēng)為翼身融合飛機，是未來(lái)民機的發(fā)展方向。

“在全球空運需求持續增加、氣候變暖和國際能源危機的多重背景下，發(fā)展更為‘經(jīng)濟、環(huán)保、舒適、安全’的綠色航空成為國際民航領(lǐng)域的共識?！蔽鞴ご竺窈綄W(xué)院張永杰教授說(shuō)。

張永杰介紹，目前，國際通用的傳統民航飛機是由一個(gè)類(lèi)似于圓柱形的機身和機翼、尾翼、發(fā)動(dòng)機構成的。這種機翼和機身有著(zhù)明顯界限的傳統布局經(jīng)過(guò)數十年的發(fā)展，其空氣動(dòng)力效率已幾近極限，飛機的油耗、噪聲、有害氣體排放等環(huán)保指標無(wú)法進(jìn)一步降低。

為了推動(dòng)民機技術(shù)變革，經(jīng)過(guò)多年的探索，國際航空界發(fā)現這種機翼、機身高度融合的翼身融合民機具有氣動(dòng)效率高、結構重量輕、裝載空間大、節能、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，是滿(mǎn)足未來(lái)民機發(fā)展要求的革命性技術(shù)之一，是國際上下一代寬體客機發(fā)展的優(yōu)先方向。

20世紀90年代末以來(lái)，由西工大牽頭的國內翼身融合民機研究團隊匯集了國內航空院所、相關(guān)高校的優(yōu)勢力量，是國內最早深入該領(lǐng)域研究的團隊之一，經(jīng)過(guò)多年的技術(shù)攻關(guān)，團隊取得了一系列國際領(lǐng)先的研究成果。

堅持自主創(chuàng )新

攻克關(guān)鍵核心技術(shù)

“概念方案牽引關(guān)鍵技術(shù)研究，關(guān)鍵技術(shù)研究支撐方案演化成熟，這是我們團隊在進(jìn)行翼身融合民機技術(shù)研究時(shí)確立的發(fā)展路線(xiàn)?！币砩砣诤厦駲C技術(shù)研究團隊原負責人、西工大航空學(xué)院張彬乾教授說(shuō)。

多年來(lái)，國際航空界在翼身融合民機關(guān)鍵技術(shù)研究過(guò)程中遇到了一些技術(shù)瓶頸，如低速性能差、縱向控制難、安全性和舒適性差等問(wèn)題。

西工大翼身融合民機技術(shù)研究團隊持續關(guān)注跟蹤國際技術(shù)動(dòng)態(tài)，瞄準國外技術(shù)瓶頸，尋求突破，自主創(chuàng )新，探索新的技術(shù)途徑，在國際上率先提出“后體加長(cháng)翼身融合布局”新概念，并圍繞高速飛行與低速起降性能協(xié)調、客艙乘坐舒適性與應急疏散兼容、增升與配平能力匹配三個(gè)核心技術(shù)難題，攻堅克難、獲得突破，形成了綜合性能?chē)H領(lǐng)先的NPU-BWB-300翼身融合民機技術(shù)概念方案。

經(jīng)過(guò)系列大型風(fēng)洞試驗、數值仿真與縮比飛行等關(guān)鍵技術(shù)驗證，團隊攻克并掌握了總體、氣動(dòng)、飛機-發(fā)動(dòng)機匹配、飛行控制等一批系列關(guān)鍵設計技術(shù)，并在飛機系列化發(fā)展、中央機體特殊結構、噪聲抑制等技術(shù)方面取得了重要進(jìn)展。

團隊形成的翼身融合民機概念方案采用了單排16座設計，為乘客提供了寬敞舒適的乘坐環(huán)境。團隊負責人李棟教授介紹道：“我們團隊設計的翼身融合民機相較于目前國外一排24~30座的設計，飛機轉彎飛行時(shí)，坐在外側的乘客受到的過(guò)載感受更小，乘坐體驗更加舒適。同時(shí)，機身兩側均勻布置了8個(gè)艙門(mén)，很好地滿(mǎn)足了90秒黃金逃生標準要求?！?/p>

從翼身融合布局民機概念的提出，到核心技術(shù)的攻關(guān)，再到關(guān)鍵技術(shù)突破，以西工大為核心的研究團隊，十幾年來(lái)堅持自主創(chuàng )新的發(fā)展理念，腳踏實(shí)地、嚴謹務(wù)實(shí)、追求卓越。經(jīng)過(guò)長(cháng)期研究，團隊設計的翼身融合民機概念方案的綜合性能已處于國際領(lǐng)先水平。

聚焦新領(lǐng)域

勇攀新高峰

當前，為應對全球能源危機和氣候變化，工業(yè)、建筑、交通等領(lǐng)域正逐步實(shí)現能源綠色低碳轉型。中國始終積極參與應對氣候變化全球治理，積極穩妥推進(jìn)碳達峰和碳中和。在雙碳目標背景下，節能減排成為我國航空運輸業(yè)發(fā)展的重中之重。如何減少飛機的碳排放甚至做到零排放，也是團隊在翼身融合民機技術(shù)研究中始終追求的目標。

“為適應綠色航空發(fā)展要求，國際航空界已開(kāi)始研制能夠滿(mǎn)足綠色航空要求的清潔能源飛機，可持續再生航空燃料、電能、氫能等清潔燃料已成為航空燃料的發(fā)展方向?！睆堄澜鼙硎?，目前，團隊在新能源翼身融合民機技術(shù)方面展開(kāi)研究，已完成了氫能翼身融合民機概念方案初步設計。

下一步，團隊將進(jìn)一步驗證完善翼身融合民機總體綜合設計技術(shù)，攻克結構、降噪等關(guān)鍵技術(shù)，并聚焦新能源飛機技術(shù)發(fā)展方向，攻克背撐式/背負式/分布式發(fā)動(dòng)機布局設計技術(shù)，為電能/氫能動(dòng)力翼身融合民機發(fā)展提供技術(shù)儲備。

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