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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 美国是有一些不错的college

不过,理工学院的学院,是institute,跟中国的政法学院的学院,不一样

家园 中国的学院也是Institute

向华东化工学院、华中工学院、上海戏剧学院等都用Institute的译名。英国用college,向Imperial College of Science and Technology或者Royal Military College,但美国的college主要是社区学院,只有一些很老资格的小规模精英学院还叫college,向Radcliff College。

家园 哦,原来如此。多谢指教
家园 我看到的那个想象图是三发布局的

外链出处

25年内才有样机呢

家园 HIT

哈尔滨工业大学

家园 降落时可以象鸟儿那样

在不失速的情况下,最大仰角地仰起来,利用宽大的机体减速,争取在后轮着陆的一瞬间把空速减为零,然后 -- 机体就结结实实地“啪”地一声,拍在地上...

家园 飞翼的俯仰控制力矩短

这种动作恐怕不容易做。由于升阻比很高,非一的起落姿态异常平,B-2起飞时几乎看不出多少rotation,着陆时的flare则很长,基本都是水平的。

家园 可能有很多方案吧

不过像这样把发动机埋在机身内,会有进气道边界层分离问题,进气损失可能会大一点。翼下吊挂的发动机的整个正面完全暴露在“干净”的气流里,这是翼下发动机的一个重要优点。

家园 可以通过表面吸气来解决

可以把边界层吸掉。

HIT
家园 照这个逻辑,上海工业大学岂不成了SHIT(表打我……)
家园 这个主意NASA试过

只工作5分钟,机翼表面用于吸收附面层的气孔很快就堵塞了。何况,表面吸气也是要耗能的,附面层本来就是低能量的,不可能靠冲压自己把自己吸掉。

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。

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。

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