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波音持续深化BWB布局研究
王元元

2018-04-08 | 聚焦

据美国航空周刊网站2018年3月27日刊文,在美国空军继续对未来十年及以后的先进空中机动和加油机概念感兴趣的情况下,波音公司继续深化翼身融合体(BWB)布局研究,详细描述了其在全尺寸多用途军用运输机上应用的新特点。

波音最新的BWB概念显示出重要的变化,一是机身尾部集成了蛤壳式货舱门;二是对高升力装置进行了改进。这两个变化都是波音推动该布局在军事领域应用所做的努力。波音BWB首席工程师诺姆·普林森表示,“机身长度有所增加,发动机前后的位置都进行了扩展,这使得货舱长度和尾部的斜坡长度增加。”

普林森在1月份奥兰多举行的AIAA航空航天科技大会上披露了最新的BWB设计,并详细介绍了该布局的细节,他表示:“我们一直在关注BWB布局在军用飞机上的应用,以及什么是可取的,但是并没有明确的需求或要求。目前的构型反映了波音公司的设想。”因此,最新的BWB构型主要关注载荷舱的大小介于波音C-17和洛马C-130之间。货舱的宽度足以容纳与C-17所载货物类似的载荷。

为了进一步增加BWB布局的军事潜力,波音在研究不同尺寸的构型。“我们不知道对目前BWB布局精确的尺寸需求,我们想证明BWB布局可以胜任美国空军未来提出的任何尺寸需要,”普林森表示,“我们想确保该布局是可适应未来任何的市场需要的。”

波音开展BWB布局研究的同时,洛马也在持续推动混合翼身(HWB)布局的研究。为了更好的执行空运/空投任务,HWB布局结合了翼身融合的前机身和机翼以及传统的后机身和尾翼的特点。HWB布局最初是在美国空军研究实验室(AFRL)的能源高效革命性布局(RCEE)项目下提出的,后来NASA给予了进一步的研究支持,此前一系列的跨声速和低速风洞试验已经证明了其潜力。最近,洛马还在研究能够取代C-130的同级别的HWB布局运输机方案。

波音不断演进的BWB设计方案的后机身被进一步拉长以容纳蛤壳式货舱门以及更长的货舱。

波音公司目前正在继续完善去年一系列实验后验证的BWB布局。2017年,波音在加州亨廷顿海滩的试验设施中对BWB布局进行了一系列的水洞和其他测试。试验结果显示,位于尾部上下对称的蛤壳式仓门开启后,尾部流场足够稳定,可以满足空投伞兵和货物的要求。

蛤壳式舱门在上表面后部还集成了升降副翼,这个特殊的设计波音申请了专利。升降副翼在此处的作用一是主要进行俯仰控制实现短距起降;二是当蛤壳式舱门打开后进行载荷限制。

在上蛤壳的货舱门上,升降副翼是俯仰的主要控制面,其次是舱门打开时的减载装置。

除了机身尾部的变化,波音对BWB布局的最新更改是前缘缝翼(增加了内翼段前缘缝翼的长度)。普林森表示,“当我们考虑增升装置时,我们还研究了其他的概念。”波音先前曾指出,考虑过的增升装置包括腹部安装的襟翼概念,调整前缘和克鲁格襟翼的空隙以改变起降时的襟翼偏角等。虽然还未见到任何有关高浮筒式起落架的图片或模型,但波音认为未来的运输机将在粗糙的机场条件下使用。

改进BWB的高升力能力也符合波音公司的X-plane项目的目标之一,这是去年NASA风险降低合同的一部分。2017年,NASA售出三份合同,要求开展BWB布局(波音牵头)、桁架支撑翼布局(波音牵头)和D8双气泡布局(极光飞行科学公司牵头,极光公司已被波音收购)作为超高效亚声速技术X验证机(计划2020年后首飞)的风险降低研究。NASA希望今年晚些时候发出UEST1的征询建议书(RFP)草案,最终RFP将在2019财年发布。其目的是选择两个概念方案进行初步设计评审,最终选择一个方案建造UEST1 X验证机。UEST1 X验证机的首飞预计将在2020年代中期,第二架UEST2 X验证机将在5年后首飞。

如果波音的BWB布局最终成为NASA的UEST1 X验证机,普惠PW1200G很可能被选为动力。

波音推进技术专家和X验证机风险降低合同负责人约翰·博尼特表示,“X验证机主要关注4个方面,包括动力集成、结构、高升力和控制。”动力集成主要关注如何更好地集成发动机实现静音;结构主要关注波音针对非圆形增压客舱提出的“拉挤棒缝合高效组合结构(Prseus)”概念,波音采用该技术制作了9米宽的中央翼盒,目前正在对该技术进行深入研究,重点关注耐久性和损伤容限。

博尼特表示,为了有助于降低噪声,“我们也想进一步改善增升能力,因为更高的爬升角意味着更低的噪声足印。”最后一个方面是关于控制模式和所需余度的问题,毕竟控制一架缩比的X-48B/C和安全地控制一架更大尺寸的BWB验证机的要求还是不同的。最终的验证机的比例可能是生产型的45%,发动机将会是目前三菱MRJ支线飞机采用的PW1200G的一种构型。

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