聚焦 2019-07-31 23:07

欧洲StratoFly高超声速民用飞机技术验证项目即将进行马赫数8级飞机方案的风洞试验

廖孟豪 摘自 aviationweek网站

据aviationweek网站2019年7月30日刊文,欧洲“高速推进概念的平流层飞行应用”(StratoFly)项目是在欧洲“地平线2020”计划资助下启动的一个高超声速民用飞机技术验证项目,瞄准的远景目标是在2035年前将300座级高超声速民用飞机的技术成熟度等级提高到6级。该项目采用了此前欧洲航天局/欧洲航天研究与技术中心LAPCAT等项目开发的乘波体布局方案成果,并直接采用了其中LAPCAT II项目MR2.4方案(机长约94米)作为基线方案。项目周期两年,经费预算为400万欧元(约440万美元),于2018年6月启动,重点聚焦推进系统集成、热结构、热管理等技术开展研究。此外,该项目也要研究燃油燃烧效率、噪声、排放、寿命周期成本、安全性、适航取证等顶层问题。

该项目计划采用液氢燃料,实现3小时从欧洲飞到澳大利亚,同时每客公里二氧化碳排放量降低75-100%,氮氧化物排放量降低90%。同时该飞机可以改进称水平起降两级入轨飞行器的第一级。

Stratofly项目目前正在开发MR3型乘波体布局方案,该方案在头部采用了一个巨大的椭圆形进气道和一个一体化的尾喷管,尾喷管两侧各有一副倾斜垂危。该机从起飞爬升到马赫数4.5期间,采用6台涡轮冲压发动机作为动力,每个发动机舱布置3台发动机,且除了主进气道之外,每个发动机舱还有一个辅助进气道。速度达到马赫数4.5后,将转换到双模态亚燃/超燃冲压发动机(DMR),依靠亚燃模态继续加速到马赫数5,依靠超燃模态最终加速到马赫数8。其中,超燃冲压发动机会集成一个等离子体辅助的燃烧室系统,以维持火焰的稳定性。这套燃烧室里面的等离子体系统将在今年在法宇航(ONERA)进行试验,具体时间计划在今年11月到12月,采用的是ATD5号风洞设施,进气道条件计划设定在马赫数3.7。

此外,今年下半年还计划在德宇航(DLR)的高焓风洞中进行一轮全机模型的试验。整个试验阶段将持续到2020年9月,最终目标是要完成类似自由射流试验。LAPCAT II项目最终完成的就是这种试验,当时的试验条件是马赫数7.8。试验的目的是评估MR3方案的气动热力学特性,验证该方案早期完成的CFD分析成果。MR3方案的内外模线设计与MR2.4方案都发生了不少变化。项目团队中一位研究助理表示,“我们升高了鸭翼位置,重新设计了垂尾,重新设计了进气道前缘弧度以提高进气道对组合动力的进气效率。原来分离的两个客舱也合并成了一个大客舱。”

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