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翼身融合大型客机缩比试验机试飞成功

2023-01-31 11:22:55 | 来源:江门新闻网
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  “飞过来了!看,这个飞机太漂亮了!”

  日前,在陕西靖边通用机场(无人机试验测试中心),一架外形新颖的飞机从跑道上起飞,自由地飞行在蔚蓝的天空中,显得格外引人注目。

  这是西北工业大学(以下简称“西工大”)研制的翼身融合大型客机的缩比试验机试飞的场景。作为系列关键设计技术飞行验证的摸底试飞试验,此次试验进行了试验机的起降、通场、规划航线自主飞行等科目测试,圆满完成了预期的飞行计划。

  飞行试验由西工大牵头的国内翼身融合民机技术研究团队组织实施,是翼身融合民机技术研究从概念研究到技术验证的关键一步,是翼身融合民机技术研究的重要里程碑节点。

  推动民机领域技术变革

  领潮未来发展方向

  翼身融合民机外形拥有宽扁的机身,极具流线感,机身和机翼之间过渡光滑,没有明显的界线,机舱位于微微鼓起的机身下方。

  这种机翼、机身融为一体的飞机,被称为翼身融合飞机,是未来民机的发展方向。

  “在全球空运需求持续增加、气候变暖和国际能源危机的多重背景下,发展更为‘经济、环保、舒适、安全’的绿色航空成为国际民航领域的共识。”西工大民航学院张永杰教授说。

  张永杰介绍,目前,国际通用的传统民航飞机是由一个类似于圆柱形的机身和机翼、尾翼、发动机构成的。这种机翼和机身有着明显界限的传统布局经过数十年的发展,其空气动力效率已几近极限,飞机的油耗、噪声、有害气体排放等环保指标无法进一步降低。

  为了推动民机技术变革,经过多年的探索,国际航空界发现这种机翼、机身高度融合的翼身融合民机具有气动效率高、结构重量轻、装载空间大、节能、环保等优点,是满足未来民机发展要求的革命性技术之一,是国际上下一代宽体客机发展的优先方向。

  20世纪90年代末以来,由西工大牵头的国内翼身融合民机研究团队汇集了国内航空院所、相关高校的优势力量,是国内最早深入该领域研究的团队之一,经过多年的技术攻关,团队取得了一系列国际领先的研究成果。

  坚持自主创新

  攻克关键核心技术

  “概念方案牵引关键技术研究,关键技术研究支撑方案演化成熟,这是我们团队在进行翼身融合民机技术研究时确立的发展路线。”翼身融合民机技术研究团队原负责人、西工大航空学院张彬乾教授说。

  多年来,国际航空界在翼身融合民机关键技术研究过程中遇到了一些技术瓶颈,如低速性能差、纵向控制难、安全性和舒适性差等问题。

  西工大翼身融合民机技术研究团队持续关注跟踪国际技术动态,瞄准国外技术瓶颈,寻求突破,自主创新,探索新的技术途径,在国际上率先提出“后体加长翼身融合布局”新概念,并围绕高速飞行与低速起降性能协调、客舱乘坐舒适性与应急疏散兼容、增升与配平能力匹配三个核心技术难题,攻坚克难、获得突破,形成了综合性能国际领先的NPU-BWB-300翼身融合民机技术概念方案。

  经过系列大型风洞试验、数值仿真与缩比飞行等关键技术验证,团队攻克并掌握了总体、气动、飞机-发动机匹配、飞行控制等一批系列关键设计技术,并在飞机系列化发展、中央机体特殊结构、噪声抑制等技术方面取得了重要进展。

  团队形成的翼身融合民机概念方案采用了单排16座设计,为乘客提供了宽敞舒适的乘坐环境。团队负责人李栋教授介绍道:“我们团队设计的翼身融合民机相较于目前国外一排24~30座的设计,飞机转弯飞行时,坐在外侧的乘客受到的过载感受更小,乘坐体验更加舒适。同时,机身两侧均匀布置了8个舱门,很好地满足了90秒黄金逃生标准要求。”

  从翼身融合布局民机概念的提出,到核心技术的攻关,再到关键技术突破,以西工大为核心的研究团队,十几年来坚持自主创新的发展理念,脚踏实地、严谨务实、追求卓越。经过长期研究,团队设计的翼身融合民机概念方案的综合性能已处于国际领先水平。

  聚焦新领域

  勇攀新高峰

  当前,为应对全球能源危机和气候变化,工业、建筑、交通等领域正逐步实现能源绿色低碳转型。中国始终积极参与应对气候变化全球治理,积极稳妥推进碳达峰和碳中和。在双碳目标背景下,节能减排成为我国航空运输业发展的重中之重。如何减少飞机的碳排放甚至做到零排放,也是团队在翼身融合民机技术研究中始终追求的目标。

  “为适应绿色航空发展要求,国际航空界已开始研制能够满足绿色航空要求的清洁能源飞机,可持续再生航空燃料、电能、氢能等清洁燃料已成为航空燃料的发展方向。”张永杰表示,目前,团队在新能源翼身融合民机技术方面展开研究,已完成了氢能翼身融合民机概念方案初步设计。

  下一步,团队将进一步验证完善翼身融合民机总体综合设计技术,攻克结构、降噪等关键技术,并聚焦新能源飞机技术发展方向,攻克背撑式/背负式/分布式发动机布局设计技术,为电能/氢能动力翼身融合民机发展提供技术储备。(本报记者 张亚雄 张哲浩 本报通讯员 薛杨)(光明日报) 【编辑:唐炜妮】


  
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