开拓航空新天地:开拓新天地

　　人类对航空技术的探索还远未结束,近年正在研究的一些新技术也许将使今后的飞行器打破传设计,广泛应用新技术新成果,创造出惊人的飞行性能。下面介绍一下先进飞行器前沿技术的一些情况。

　　计算机和验证机

　　计算机和技术验证机这两种东西本来不大相关,但在新的航空科技复兴的背后,前者从工具的角度,后者从方法的角度发挥着重要的作用。

　　计算空气动力学(CFD)在各个方面都取得了长足进步,CFD软件的运行平台越来越便宜,而且功能空前强大,从而可以模拟复杂流动现象,解决和分析许多流动问题。虽然在设计阶段,风洞和飞行试验仍然非常必要,但相比之下,CFD使飞机细节设计的成本大大降低。

　　计算机也使飞行控制发生着革命性的变化。20世纪70年代,人工增稳的电传操纵系统是数字式和模拟式计算机的早期应用,使F-16战斗机在设计中采用放宽飞机的静稳定性成为可能。今天的计算机技术又达到了更高的水平,设计师们在设计飞机时允许各个方向都是静不稳定的,电传操纵系统也将实现对飞机气动力和推力的一体化控制。

　　进入原型机制作阶段后,信息技术可以有效地兼顾进度、成本和质量三个要素。波音的“鬼怪”工程队在X-32和X-36等一系列原型机设计就充分借助了计算机辅助设计和制造。著名飞机设计师伯特・鲁坦也创造出了利用气动验证机大大缩短设计周期的方法,他最新的缩比原型机――“亚当”M309双发轻型飞机从签合同到首飞只用了不到10个月。

　　目前,利用先进信息技术提供的更高效的数据传输和更灵巧的控制系统,使飞行器在研制中先制造低成 ……此处隐藏10980个字…… /p>

　　波音则正和NASA联合验证一种原来由麦道公司研究过的翼身融合体(BWB)布局。这种布局在B-2那种典型飞翼布局上又进了一步,主要用于超大型飞机。它将宽大的三角形机体与较薄的外翼结合起来,比传统的圆柱形机身有更好的空间/面积比。该布局的展向载荷比B-2更均衡,从而可进一步减轻重量。它还采用了先进的飞控系统,并利用配平油箱使重心后移,以减小配平阻力。与B-2不同的是,它的外翼上还有前缘缝翼和襟翼,从而允许更高的翼载荷。

　　BWB布局还将充分利用超高涵道比发动机,其涵道比高达20,而目前的发动机一般只有6～8。这种发动机效率更高,但要装在常规布局的飞机上,发动机短舱会大大增加阻力,还需要更长的发动机吊挂结构和起落架,使重量大为增加,从而抵消发动机带来的好处。在BWB布局上,这种发动机将装在机身中段的后缘。

　　BWB布局最大的挑战之一是制造非圆柱形的增压舱结构,裁剪复合结构,制造弯曲而刚度较高的面积而重量轻的蒙皮。另外,高涵道比发动机由于其核心机部分较小,难以为机舱增压提供足够的空气,因此BWB布局需要电动辅助动力系统。

　　现有的BWB布局方案翼展达75米,目前已制造了一个14%的缩比模型,翼展10�5米,装3台威廉姆斯WR24发动机,专用于研究BWB布局的低速稳定性和操纵品质,计划明年初试飞。

　　同时,洛克希德-马丁公司还在研究超大型盒式翼飞机,包括最终可能替代C-5“银河”大型运输机的超级军用运输机,其有效载荷超过159吨。它的设计难度比BWB布局要稍小些,主轮轮距较小的起落架直接装在机身下,更能适应现有机场和地勤设施。

　　责任编辑:思空■