关于翼身融合体超大型旅客机最新的调查与研究

“飞翼”型或翼身融合体布局的亚音速长运距、超高容量的旅客机在直接使用费用和燃油效率方面具有显著的优势，然而，这种主要在布局上的变化给研制发展和使用带来很大的困难。能够给“纯飞翼”和传统的飞机之间起到连接作用的混合性布局，可以在很大程度上战胜并克服这些困难，同时又能保持飞翼一高升阻比的主要优势，我们把这种混合型方案称之为翼身一体化方案。翼身一体化方案的技术风险小，在生产和使用传统的飞机时通用性高，而且旅客的舒适性和安全性也高。文章对750座级的翼身一体化飞机以及它可能具有的特性作一简单介绍并与相同容量飞机作一简单地比较和评估。     

单级入轨运载器气动布局研究

对单级入轨运载器气动布局进行了研究,设计了一种翼身融合体气动布局,并进行了布局优化。计算结果表明该布局在Ma=6的时候,最大升阻比Kmax可以达到3.755,从高速到低速都能维持在4左右。通过与已有乘波体方案的对比,表明新设计的翼身融合体是一种很有潜力的单级入轨运载器气动布局可选方案。     

典型气动布局高超声速飞行的气动力数值评估

采用自主开发的数值软件SPACER对典型气动布局在Ma=6.0(Re=1×107)高超声速巡航时的气动力性能进行了数值评估。评估的气动布局包括类乘波体(仿X-51A)、翼身融合体(仿ISR)、传统升力体(仿X-33)和轴对称锥形体(仿Fasthawk导弹)。由于升力体范围较广,还对一种相对扁平的升力体模型进行了数值评估。评估结果表明:在考察条件下,类乘波体具有较大的升阻比和较小的阻力,是很有潜力的高超声速巡航气动布局;翼身融合体和传统升力体需一定的改进和进一步的研究,如扁平升力体的气动性能可得到大幅提升;轴对称锥形体以其总阻力小,也具有一定优势。     

基金档案

[项目编号]2008ZA11004[项目负责人]展京霞[依托单位]中航工业成都所无人作战飞行器创新气动布局与气动力技术研究完成情况简介:通过CFD计算和风洞试验,探索了新的布局形式:1)翼身融合体无尾飞翼布局无人飞行器布局,该布局翼身高度融合,机翼中等后掠,采用背负蚌式进气道、二元尾喷口,具有高升力、低阻力、低雷达和红外可探测性等特点,能     

机翼和翼身融合体跨音速绕流有限元算法的研究

从全速位方程出发研究了机翼和翼身融合体跨音速绕流的有限元算法。给出适用于有限元法和复杂外形的块结构网格生成技术和使单元系数矩阵积分数目减少2/3的方法;并发展了一种内存量少的总体系数矩阵存贮方式。为了提高有限元离散方程组解的精度和加速收敛,提出α—GMRES算法代替传统全速位方程有限元解法中所习用收敛慢的线松弛迭代解法。通过机翼和翼身融合体实例考核,效果是好的,为飞行器先进气动布局的数值计算提供了一种新的有效算法。     

民机的一种新型布局形式——翼身融合体飞机

 讨论了一种区别于机翼与圆柱机身的传统民机外形——翼身融合体（BWB）外形。从给定容积下减少浸润面积和摩擦阻力的考虑发展出了翼身融合体的概念。在满足系列设计约束条件下讨论了适于大型（800座）客机的翼身融合体的技术和商业上的可能性。概念设计研究表明,翼身融合体外形可获得比常规外形更好的性能。巡航升阻比可从传统外形的19提高至23。480座的BWB外形与同量级的传统外形（A380-700）相比,最大起飞重量可减少18%,每座位燃油消耗可减少32%,具有良好的环保性。通过气动载荷分布规律的反设计,翼型修型和三维优化设计等气动设计方法可以有效减阻和提高BWB的气动性能。由于BWB的高度融合性,讨论了多学科优化设计方法的重要性和有效性。BWB概念能够发展成BWB系列机,进一步提高巡航马赫数也是可能的。     

动力增升对翼身融合飞机沉降特性的改善

翼身融合体飞机起降阶段的“沉降问题”是影响该类布局飞行安全的典型问题,为此提出了一种将动力风扇竖直嵌入机翼中的动力增升方案。分析了动力增升系统对飞行的气动影响,提出了动力增升系统的匹配设计和评价方法,探讨了动力增升系统布局的主要约束。在综合考虑动力增升系统推质比、俯仰力矩配平以及操稳特性等限制因素基础上,基于示例翼身融合体无人机,匹配设计了动力增升系统及其布局方案,针对过渡飞行状态设计了姿态稳定控制律。飞行试验表明:使用动力增升能缓解进近阶段升降舵操纵所引起的下沉率突增与高度沉降现象,同时可将验证机的起、降速度降低20%以上,且该方案易于在小型翼身融合体飞机上实现。      

翼身融合布局与传统布局飞机结冰特性对比分析

翼身融合（BWB）布局是提升未来民机综合性能的重要布局方式，其结冰飞行安全问题逐渐受到人们重视。针对翼身融合布局飞机与常规布局飞机的结冰问题，本文通过数值模拟的方法来开展结冰特性研究。本文提出基于Navier-Stokes方程对空气流场进行求解，并应用欧拉法计算水滴撞击特性，之后采用Shallow-Water结冰热力学模型的结冰计算方法。首先，通过将翼身融合布局飞机和传统布局飞机的计算结果与风洞试验数据进行对比，验证空气流场计算的正确性，并将两者进行对比分析；其次，数值预测飞机表面冰形的特征，将两种布局飞机结冰特性进行对比，结果表明，结冰对两种布局飞机气动外形的破坏程度从后掠翼翼根至翼尖逐渐变大，但传统布局飞机结冰只发生在机翼前缘和机头处，而翼身融合布局飞机前部几乎都发生了结冰，可为相关的结冰特性研究及防除冰设计提供技术参考。     

解析诸国争相研制“察打一体”飞翼隐身无人机

“察打一体”无人机以飞翼无尾气动布局、翼身融合体、复合材料结构、雷达吸波材料等特征,具有升阻比大、有效载重量大、隐身性能好等优点,能够对大纵深、高风险和高价值目标进行侦察与打击,诸国争相研制,后续发展空间巨大。     

低RCS飞行器外形设计实践

 在鸭式布局的基础上 ,对飞行器各部件及部件间的连接方式进行了外形隐身设计。对初步形成的鸭翼 -翼身融合体改变机身头部形状和立尾配置等进行 RCS优化。给出了飞行器各种状态下的 RCS平均值和迎头± 45°区内的 RCS值。测试结果表明 ,尖头机身、 30°双立尾 (立尾与垂直平面成± 30°角 )的鸭翼 -翼身融合体的 RCS值最小。对 RCS优化后的外形 ,风洞测力试验表明其气动性能也较好 (最大升阻比达到 8,失速迎角超过 2 6°)     

解析诸国争相研制“察打一体”飞翼隐身无人机

“察打一体”无人机以飞翼无尾气动布局、翼身融合体、复合材料结构、雷达吸波材料等特征,具有升阻比大、有效载重量大、隐身性能好等优点,能够对大纵深、高风险和高价值目标进行侦察与打击,诸国争相研制,后续发展空间巨大。     

美国透露新一代民用飞机计划进展

最近,美国三大飞机制造商所领导的研究团队透露了各自的新一代绿色民用飞机概念方案,分别是波音公司团队的翼身融合体;洛克希德·马丁公司团队的盒式机翼设计和诺斯罗普·格鲁门公司的无尾飞翼布局。     

翼身融合的遥控飞机表面压力分布试飞数据和专业预测数据之对比

使用单一制图法UNIGRAPHICS软件和PMARC对一架翼身融合体遥控驾驶飞行器进行了设计。其模制品由数控铣床加工成型，32个压力孔也成型在翼身融合体的混合区里。包含一个32通道PSI压力传感器的航电设备地遥控驾驶飞行器上。飞行试验过程中，从飞机上获得的数据允许将专业方法预测值与表面实际压力分布测量值进行对比。首飞试验表面压力的扫描速率为2Hz。容许系统以30Hz的速率扫描PSI模型的航电设备升级品，以便产生一个机动期间的表面压力分布的实时视图。本文介绍的是首飞试验的结果。     

J-911C“猎禽者”多任务陆基型战斗机

J-911C猎禽者为笔者设计的一种多任务陆基型战斗机方案。它采用准无尾X全动小翼气动布局。机头及边条向后逐渐平滑过渡为翼身融合体,没有明显的机身与机翼的分界。这种翼身融合设计可以最大限度的增加机体内部空间并可获得额外的升力。进气口位于机头下任务舱前方。这种结构可以减小体积巨大的任务舱的阻     

追求完美(5)——苏-35和苏-27/35研制大事年表

早在1982年,当苏-27还像个婴儿,刚刚学会站立的时候,苏霍伊设计局便提出了将这一飞机改进为三翼面的技术建议书.1983年,总设计师西蒙诺夫完全同意了气动力部分的改型计划,并且决定制造代号为10-24的苏-35原型机.由于这一决定,使世界上首次出现了“翼身融合体的三翼面飞机”布局,这是对苏-27飞机看起来已不能再改进的布局的又一次突破.     

未来大飞机的新视点 波音公司对翼身融合体布局客机的详细研究

面对未来民用客机在节油。减排和降噪等环保性能的越来越苛刻的要求。采用传统常规气动布局的客机已无更多潜力可挖，美国NASA认为，机翼／机身融合体飞翼布局设计，是唯一能满足2020年运载能力、使用效率，特别是激进的环保指标要求的解决途径。     

NASA将翼身融合体作为环保研究突破口

美国国会已经批准了NASA实施"环境责任航空"计划(ERA)。NASA将翼身融合体(BWB)作为计划的第一步重点发展,并认为这种布局的民用客机,可以有力地挑战空中客车的A380和它的未来加长型,有助于美国争夺超大型客机市场。     

面积律与Fluent软件相结合的减阻设计方法

用跨音速面积律对某翼身融合体进行修形设计,并通过三维欧拉方程对修形前、后的融合体气动力进行了数值模拟。模拟结果的对比表明：在计算的马赫数范围内（0．8≤M≤2．0）。采用跨音速面积律进行优化设计能达到增升减阻的效果。     

X-48B验证机的研制与发展

波音公司对翼身融合体(BWB)布局的X-48B无人验证机的研究结果显示,这种飞机比常规布局飞机具有更大的升力、更小的阻力和更好的经济性,从而不仅为今后超大型客机的发展探索出一条可行之路,而且也显示了巨大的军事应用潜力.为此,X-48B已经成为美国X系列家族的最新成员,并将很快投入飞行试验.     

制空型无人机的关键技术、气动布局及特性

制空型无人机是未来有人/无人战斗机的重要发展方向。本文分析了制空型无人机的技术特征,指出了它的两条发展途径——即有人战斗机的无人化,以及飞翼布局无人机的升级设计。研究了其技战术要求与关键技术,总结了制空型无人机的两大气动布局,即中小展弦比扁平融合体气动布局和中大展弦比飞翼/无尾布局,在此基础上提出了一种可能的气动布局形式,即小展弦比(鸭式)飞翼布局。最后,对制空型无人机的气动布局设计要求进行了提炼总结,希望能给相关设计人员带来一定的启示。