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主题:【原创】安静客机 -- 晨枫

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  • 家园 【原创】安静客机

    看到报上说,剑桥大学和麻省理工学院(人家还是学院,可比中国的无数个学院“升级”成的大学有料)联合研制了“安静客机”,仔细看了看,其实就是飞翼。飞翼的概念很早就有了。飞翼的好处很多,最重要的就是将承载货物和旅客但不产生升力的机身和产生升力但不承载货物和旅客的机翼结合成一体,最大限度地减低总的结构重量。B-2就是第一个实用化的飞翼,尽管B-2采用飞翼的初衷并不是节约重量。

    不过“安静客机”的出发点主要是降低起落时的噪音。具体来说有三点:

    1、采用特大升阻比的飞翼,所以只要较低的速度就可以起飞、着陆,直接降低动力和气动噪音。

    2、发动机深埋在机体内,可以有效地评比机械噪音;喷口面积可调,以保证起落时大流量、低速度,和巡航时小流量、高速度的喷气气流,进一步减低起落时的喷气噪音。

    3、用电传飞控取代起落时常用的襟翼,进一步减低气动噪音,并减小起飞阻力。

    飞翼可以看作放大、加厚的机翼,所以“机身”内的容量巨大,有利于装载货物和乘客,容纳发动机也没有问题。但飞翼也有飞翼特有的问题,最大的问题就是大部分乘客都将坐在远离窗户的中央,容易造成憋闷的感觉。更大的问题是发生事故需要紧急疏散的时候,非常难于保证所有乘客迅速离机。装载货物就没有这些问题。

    飞翼的升阻比很大,所以起飞、着陆所需跑道相对较短,起飞后的爬升较快,但着陆时不容易“耗散”升力,要飘飞好久才降得下来,像U-2一样。由于前后的轴线较短,飞控的力臂较短,飞控将是一个挑战。B-2解决了这个问题,但军用飞机和民航客机的安全标准不一样。剑桥-麻省的方案要取消襟翼,这减轻了结构重量,减少了气动阻力引起的噪音,但进一步增加了对飞控的挑战。

    飞翼的翼展比常规飞机要大,登机的进出口位置也不一样,对机场登机口的要求会比较高,对跑道宽度也会要求加宽。不管飞机多达,常规飞机的筒形机身靠上登机口,就可以上下。飞翼的机门都不在侧面,而飞翼的形状和大小都根据不同飞机的要求进行优化,不知道这个标准化怎么做。

    剑桥-麻省的这个方案其实也不太新,英国Cranfield大学十年前就对飞翼客机做过深入研究,结论是在相当一段时间内无法解决技术以外的问题。剑桥-麻省要看他们的了,谁知道他们有什么秘密法宝呢。

    点看全图

    外链图片需谨慎,可能会被源头改

    “安静客机”想象图

    关键词(Tags): #像鸟儿一样腾飞#凤凰不死只是重生元宝推荐:海天, 通宝推:ranktend,
    • 家园 说实话我到现在也没搞清楚“大学”和“学院”的区别

      是不是叫“学院”的都是单一学科的教学机构?而“大学”可以有好多学科?

      • 家园 英文里

        college一般指专业教学、基本不搞科研的高校,很多社区学院和一些老资格的“贵族”学院都属于这一类,前者规模可以很大,后者一般都比较小,有千把学生就不错了。

        institute一般指工科高校,规模相对较小,门类也不一定齐全。

        university指综合性大学,最早是由神学院发展出来的,所以一般都有相当规模的文科,理工科反而是后加的。这当然是指老资格的大学,新大学没有那么讲究。

        军校、警校一般叫academy,有些民办职校也用academy的名称。

        school在高校里指专科,像法学院(law school)、医学院(medical school)等,有的大学比较杰出的科目也“升级”为学校,像哈佛的Kennedy School of Government,宾夕法尼亚大学的Warton Business School。军队的专业学校也叫school,像parachute school,infantry school,intelligence school等,军官和士兵一起受训,毕业后不作为学历,而是作为能力或资格。

        关键词(Tags): #学院(大圆)
      • 家园 英语里有好几个词

        能翻译成学院。对应单一学科的教学机构的学院常用school,college和faculty.对应独立的多学科的教学机构的学院常用college和institute.具体情况具体对待。

    • 家园 看了想象图,我觉得憋闷感倒不是问题

      那么大的机体,可以开天窗的呀,这样大家都有窗户了。“向着那窗外望一望呀,嘿,望一望啊,俺心里亮堂堂啊~~~”

    • 家园 说到B-2,觉得翼展太宽

      每逢起降我都替驾驶员捏把汗:)

      如遇侧风可就麻烦了。

      B-2降落可真叫一个小心翼翼,飞行姿态必须四平八稳。

      看过一个记录片,据驾驶员讲,尤其在山区低空突防时,总觉得机翼要擦到山上。与其它飞机不同,从驾驶舱左右望去,视野全被机翼遮挡,感觉特不爽:)

      考虑空中加油时这老伙计到了汇合点,如果加油机不在它前方视野里,而空中预警机与加油机的雷达又发现不了它,嘿嘿,它就跟加油机在空中演《三岔口》吧。

      • 家园 B-2起降就像U-2一样,必须小心翼翼

        潮兄说得对,这也可能成为飞翼客机在使用中的一个挑战。升阻比高在一般情况下是好事,但在着陆需要dump lift(“泄放升力”?)的时候,升力老是dump不掉,也是很恼火的是。襟翼就有这个好处,比较容易控制。

        • 家园 确实,地效(或“地屏效应”)太大对飞翼是个麻烦

          如何“dump lift”真是个难题。

          飞翼翼面太大,地面效应(又称“地屏效应”)产生的托力也大。

          当飞行器贴近地面飞行时,由于机翼下表面离飞行界面很近,地面与飞行器机翼间的气流受到压缩,导致机翼下面的压力升高,压缩空气使地面产生一股反作用力,阻挡飞行器下坠。地效对“地效飞行器”用处很大,但对飞翼降落是个麻烦。

          如何“dump lift”是个难题。

          我异想天开哈:如果在机翼上开些孔口,跟筛子似的,降落时打开,估计能“dump lift”:)

          • 家园 飞翼上开筛子口应该可以dump lift

            就是结构上要复杂很多,气动设计上也要复杂一点。

            • 家园 估计在机翼外段用不必很大的一块地方就能解决:)

              B-2轰炸机重150吨以上,升力=重力后,估计需要dump的lift 不会太大:)

              至于飞翼客机,重量更大,“dump lift ”也不会太大。

              机翼外段不会占用油箱之类多大空间,一架B-2可是身价21.4亿美刀啊,碰个着陆动作生猛的猛人损失可就大了。

              美国军队还真有这样的猛人,记得以前看过一个灾难记录片,一个B-52驾驶员着陆时故意违规操作(恍惚记得地面有一水塔,飞行高度有严格限制,这伙计在低空飞了2圈呢,第1圈没事,第2圈才出的事),飞机摔成一片火海;在意大利,为了给调防的同僚送行,一架EA-6钻山沟超低空飞行,撞断了缆车,游客活活摔成肉饼;远点儿的是杜立德训练完飞行员,转场飞到旧金山准备上“大黄蜂”号,上峰明令禁止从金门桥下穿行,结果一个机组楞是驾驶B-25玩了一把特技,记录片都拍下来的。

    • 家园 用电传飞控取代起落时常用的襟翼???

      这句话看不懂:电传飞控与襟翼不是取代关系啊?只是更好地控制各个气动面(相对于机械液压而言)

      • 家园 认错,原话不严谨

        常规飞机气动控制面各施专职,其实有的控制面可以互相取代,带有严重的交联作用,没有电传飞控十分难控制,比如B-2,没有方向舵,没有减速板,也没有常规意义上的襟翼、副翼,只有可以同时向上下张开的“襟翼”。如果两侧同时向下下垂,就是襟翼;同时向上下张开,就是减速板;一侧张开而另一侧不张开,就是方向舵;以此类推,这就是电传飞控代替襟翼的意思。具体到襟翼,我想是可能是通过静稳定性的设计,使起飞、着陆状态下自然有一点上扬姿态,不用放下襟翼,就可以完成襟翼增升的作用。

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