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未来飞机全解析

2012-3-31 08:53| 发布者: admin| 查看: 2373| 评论: 0|原作者: admin|来自: 航空港

摘要: 未来飞机全设想   1903年12月17日,莱特兄弟完成了“人类首飞”,那次飞行距离仅200多米,续航时间也不到一分钟。短短数十年后,“协和号”以
未来飞机全设想

  1903年12月17日,莱特兄弟完成了“人类首飞”,那次飞行距离仅200多米,续航时间也不到一分钟。短短数十年后,“协和号”以2倍音速巡航,A380搭载上了近千名乘客,“一日千里”可谓航空业的真实写照。那么在不久的将来,飞机的“进化论”又要如何书写呢?国际航空界为此广撒英雄帖,“未来飞机”项目吸引了多家知名厂商和设计智库。20年后,我们乘坐的客机就将从中产生。

  波音公司的应征稿名为“亚音速超级绿色飞机研究”(Subsonic Ultra Green Aircraft Research),英语缩写正好是“SUGAR”(糖)。

  设计稿中共有三款机型,其中“SUGAR High”和“SUGAR Volt”都选用了超大翼展,外形甚至有点向滑翔机。这种设计将大幅提高飞机的升力,减小飞机的油耗。当然,巡航速度会因此下降至0.6-0.7马赫,甚至不如“老前辈”波音747。对此,波音公司的认识是,无需盲目追求高速,“环保”和“经济性”才是未来飞机的重要指标。上世纪的协和式客机达到了2马赫以上的速度,却因高油耗、高噪音、高票价而遭市场淘汰。“SUGAR”系列吸取了教训,颇有“以退为进”的智慧。

  “SUGAR Ray”是计划中的远程机型。它采用了翼身融合技术,有些像B-2隐形轰炸机,更像在深海游弋的鳐鱼。为了达到NASA苛刻的油耗标准,“SUGAR Ray”将争取采用混合动力系统,在机腹安装可拆卸的电池组。和丰田普锐斯的工作原理一样,“SUGAR Ray”在起飞与爬升阶段将靠燃油驱动,及至巡航阶段则改用电力。对于远程洲际航线,电池组的重量会远低于燃油装载量。运行起来更为经济环保。

  著名的麻省理工学院也参与了此次竞标,并同时推出了D系列及H系列两个方案。

  D系列可搭乘180名乘客。采用了“1+1”(Double Bubble)宽体设计,机首上抬,看起来颇像一艘双体豪华游艇。这样的外形设计有以下几大优点:更大的升力,除了机翼外,机体也产生额外升力;更大的空间,“1+1”的联体结构近似我们的日常居所,乘坐起来更为舒适;更低的噪音,由于机腹平坦,适合安装更短的起落架,降低了飞机起降时的噪音。此外,由于发动机并列安装在飞机尾部,离开客舱尤其是头等舱较远,乘客会感觉更安静。

  远程H系列可搭乘350名乘客,采用先进的翼身融合技术,外形更像科幻片中的星际飞船。它也采用了尾部并列式发动机,并计划使用混合动力系统。如能成功运用,将朝“绿色航空”迈出一大步。和波音公司一样,该方案并不追求超音速巡航。其中D系列时速设计为0.72马赫,H系列为0.8马赫。

  GE携手赛斯纳、佐治亚理工学院推出支线飞机方案,乍看之下竟毫不惊艳。纺锤型机身、短小的平直机翼、传统双涡桨布局,看起来甚至有点怀旧。

  “不求贵,只求对”。其实设计者充分研究了行业走势,确定“蓝海”是二三线城市间的支线航班。尤其在美国,大小机场近4000座,各地经济发展相对均衡,灵活经济的小飞机大有可为,GE方案正是就此展开的。

  该机型设计载客22人,最大航程1,481公里,巡航时速0.5-0.6马赫。速度虽然不快,但经济省油,在中短途航线中很有竞争力。飞机配置低噪音涡桨发动机,单价低廉且易于维护。更让人期待的是,GE有意将油耗降至现有同类机型的55%,总重降至67%。它不是最快最酷的未来飞机,却堪称灵巧聪明。

  GE确信,随着公众环保意识的不断提高,新机型必须“更绿色”。低噪音、低排放的飞机将获得社会认可,由此推动新机场的建设,为通用航空的进一步发展打下基础。

   续写传奇

  “包豪斯航空”,续写跨界传奇飞机计划

  在现代设计界,“包豪斯”一词如雷贯耳。早在1919年,德国魏玛诞生了简洁实用的“包豪斯”建筑风格。一个世纪过去了,“包豪斯航空”横空出世,将建筑理念延伸到了空中,力图创下航空界的设计传奇。概念机“Claire”就是他们的最新作品,瞄准的是2030年后的航空市场。

  Claire来自“clean”(洁净)、“air”(空气)、“engine”(引擎)三个单词的组合。旨在强调飞机的环保性能。在外形上,飞机采用了独特的“盒式翼”设计,机翼、平尾、垂尾完全融为一体,提高了飞机的结构强度和起降性能。按照设计常规,机翼总是连接在机身中段。Claire则独辟蹊径,机翼连接在机身的首尾两处。这样一来,飞机将具有更大的内部空间,从容安置进双层客舱。Claire机身前部尖削,设置了单层的公务舱及头等舱。虽然牺牲了一定的容积,但流线型的机身设计将带来更好的气动表现。飞机尾部设有两台引擎,被安置在更小的盒状结构中,意在降低油耗和噪音。包豪斯航空正在努力开发更环保的碳氢化合物燃料。

  “包豪斯航空”不仅汇集了35位业内精英,还十分重视通航设计中的跨界合作。以Claire项目为例,参与研究的除了工程师和物理学家外,还有经济学家、电脑专家、地理学家、文化专家、社会学家。相信Claire会是一款十分人性化的飞行器。

  “灵巧飞鱼”,仿生学的杰作

  昔日人类模仿飞鸟,于是有了飞机。今有设计师模仿游鱼,于是有了SmartFish(灵巧鱼)。这款飞机独具超流线外形,神秘而又科幻。其原型机已成功试飞,投入量产的可能性颇大。

  “灵巧鱼”可用“秀外慧中”来形容。翼身融合、升力体机身、高仿生设计赋予它超酷的外观。纵列式座舱平添了一份战机的英武,在民用机中颇为罕见。“灵巧鱼”配备一台高性能涡轮风扇发动机,进气口独具匠心地设计在机鼻下方,酷似经典战斗机F-16。其巡航时速高达0.85马赫,可与绝大多数高端公务机媲美。机翼整体邮箱让“灵巧鱼”飞得更远,最大航程可达10000公里。

  “灵巧鱼”大量采用复合材料,碳纤维和蜂巢结构得到广泛应用。飞机的关键部位将采用“凯夫拉织物”强化,这也是迄今最为成熟的防弹材料。配合优异的气动外形,工程师优化了“灵巧鱼”的操纵系统,赋予它运动飞机的血统,更添驾驶乐趣。设计团队还在积极开发“灵巧鱼”的衍生机型。HyFish(电鱼)将以燃料电池为动力,更为环保清洁。SpaceFish(太空鱼)则能往返大气层,执行近地轨道的太空飞行任务。


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