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波音考虑恢复X-48无人机的试验研究

发布日期:2017-02-06  来源:航空工业信息网我要投稿我要评论

美国《航空周刊》网站2016年1月29日刊文称,波音公司正在考虑利用X-48无人机验证机重新开展更多的翼身融合体(BWB)关键技术演示验证,包括改善BWB的起降特性、货物运输和空投性能等。

虽然BWB布局已经经过了多年的研究验证了它在环保性和经济方面的巨大收益,甚至包括NASA在内的著名研究机构也通过地面和飞行试验评估了这种布局并给出了相当乐观的结论。然而,最早开始探索BWB布局之一的波音公司目前仍在为这一创新布局寻找应用的机会。

虽然业界对于BWB布局相比传统筒状机身加机翼布局在燃油消耗、排放、噪声和航程方面的优势已达成共识,但是这种采用宽大机身的新概念布局仍然充满挑战,特别是关于客机适用性的问题仍然无法很好解决,比如适航标准、舒适性等。因此,波音考虑首先推进BWB布局用于货物运输、空投、空中加油等任务的可能,而不是先用于乘客运输。

美国空军中长期运输机发展计划可能会为BWB布局提供一个很好的机会。同时,在该计划的推动下,BWB布局也可方便地发展为民用货运飞机。借此机会,波音正在考虑对其原有的BWB布局方案进行新一轮的概念设计,以改善飞机起降性能和货运能力。另一方面,以NASA、美国空军研究实验室(AFRL)和洛克希德·马丁公司(以下简称洛马)为代表的研究团队正在开展混合翼身布局(HWB)应用于货运的研究,而这也一定引起了波音的关注。

波音在考虑继续开展BWB布局改进设计的同时,也展示了其它几种不同于BWB的运输机概念。前波音/NASA X-48无人机飞行验证项目(2013年结束)首席工程师,也是目前担任波音超声速低声爆验证机项目首席工程师的诺曼·普林森表示:“我们非常清楚洛马、NASA以及AFRL做的工作。我们正在研究多种方案,我们真的不清楚未来会有什么样的要求,所以我们要做好任何准备。”他还补充说:“BWB只是其中之一,我们还有很多其他的方案也在研究中。”

根据公开报道,波音最近开展的新布局研究主要包括:改善BWB布局起降性能和货运能力的设计研究;利用封存的X-48C开展更多的飞行试验;BWB布局增升和俯仰控制能力提升;用于空投的蛤壳机身舱门研究;5.75%缩比(翼展3.75米)的BWB模型试验。

克兰菲尔德大学此前曾经为NASA制造了两个BWB缩比验证机,翼展为6.4米的X-48B和X-48C。X-48B为双发布局,后来在X-48B基础上改进了低噪声双发版本的X-48C。X-48系列验证机共进行了122次飞行试验,其中48C系列飞行30次,于2013年完成所有试飞。

X-48的飞行试验建立了地面试验-飞行试验之间的基础数据,验证了BWB概念的低速控制特性。X-48系列的飞行试验也是NASA刚刚结束的ERA(环境负责任航空)项目的部分内容。ERA项目经理费伊·科利尔曾表示:“混合翼身布局(NASA内部对BWB的称呼)以其优异的降噪、高气动效率特性显示出几乎满足NASA未来飞机设计所有环境目标的能力。”

普林森强调:“如果需要,X-48无人机项目应该被重新恢复。两架验证机中的一架目前已经被拆解,而另一架在爱德华兹空军基地展出,波音仍然对其拥有所有权。所以,我们应该寻找机会利用该机做一些进一步的技术验证。比如我们想验证一下降低BWB起降场长的多种技术。”普林森指出,起飞问题归根结底是低速状态下产生升力和俯仰力矩的问题,他们现在已经有了多种解决方案。

最近在NASA阿姆斯特朗飞行研究中心国家全尺寸气动综合试验设施(NFAC)中完成的带涡轮动力模拟风洞试验表明,BWB布局上表面后缘安装的大尺寸发动机,可通过增加它吹过后缘升降副翼的气量产生更大的俯仰力矩。“利用发动机向升降副翼吹气非常有效,就像获得了推力矢量一样,起飞时无需飞机更大的抬头速度。”普林森表示。

X-48无人机

5.75%缩比(翼展3.75米)、安装了前缘克鲁格襟翼的BWB模型

在NFAC的40×80英尺风洞中进行试验

波音还考虑了其它的一些增加BWB升力的改进措施,包括前后缘的改变。在NFAC的试验中已经测试了前缘克鲁格襟翼和主翼之间缝隙以及后缘襟翼偏角对起降性能的影响,未来还有可能考虑偏转后缘所有舵面增升以及安装机身腹部扰流板的可能。

除了对BWB的增升、俯仰控制的改进,波音还在关注改善BWB布局的货物运输和空投能力。针对空运和空投,波音已经开始了用于空投的蛤壳机身舱门研究。如何在空中高效地完成蛤壳式机身舱门的开合以及货物空投,同时不影响机体的配平是最大的挑战。可能的解决方案是通过飞控系统和安装于下部舱门的升降副翼协作完成空投中的机身平衡。波音目前已经做了一些CFD方面的工作,是否会在X-48C上进行空投飞行试验目前还不确定。

 
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标签:  X48无人机
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