| 作品 :刘荣健之“梦想之翼”超声速客机 | ||||||||
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| http://jczs.sina.com.cn 2006年09月10日 18:05 新浪军事 | ||||||||
 点击此处查看全部军事图片    刘荣健 “梦想之翼”超声速客机 随着生活节奏的不断加快，全球化的发展使世界各国的联系越来越紧密，传统的出行方式已经渐渐不能满足现代高速高效社会的需求，超声速客机必定是未来的发展趋势。而
技术特点：机长：70米 翼展：27---35米(可变) 机高：8米 最大起飞重量：210吨 最大商载：30吨 最大巡航速度：M2.35 最大航程：12000千米 最大载客数：310人 该机最大的特点就是采用了未来会大行其道的自适应柔性变形机翼技术，可在很大范围飞行包线内自动调整形状以使气动效率达到最高。飞机在执行典型任务时，飞行状态的变化比较大，而一架飞机的设计只能确保几个重要的设计点的性能，因此对于非设计点的性能就只能进行折衷。自适应机翼控制技术，通过在飞行中改变飞机机翼的几何构型，或用流动控制方法来调整翼面上的流动和气动力载荷，使气流的气动力在整个飞行包线中每个飞行状态都接近最佳状态，从而达到提高飞行性能和减轻结构重量的目的，并可省掉传统的操纵面减轻结构重量并获得最佳的控制效果。改变机翼几何外形的技术包括改变机翼形状和翼剖面弯度、通过柔性机翼或采用缝翼/襟翼等实现。目前NASA正在积极研究这项技术并已获得较大进展。在变形机翼设计中最重要的因素是一种称作形状记忆聚合物(SMP)的特殊材料。这种材料主要用作变形机翼的蒙皮。SMP具有一种特殊的记忆功能。当机翼被改变为不同形状布局后，SMP分子将会重新组构以恢复其初始形状。SMP材料的初始形态，也就是它的“记忆”形状是一种刚性体即高模量形态。当它受热、高频光或电激励后将变成一种低模量弹性体，从而可被作动器和特殊的控制装置伸展成不同的形状。当它再次被激励后，它将恢复到它的原来的高模量形态。在本设计中，虽然应用了变形机翼设计，但由于飞机为大型高速飞机，形状变化不宜过于剧烈，且考虑到重量因素，故机翼只是根据飞行状态稍微改变外形以获得很高的效率。 超音速客机的减阻是一个很重要的问题，除采用自适应机翼外，采用最新的研究成果：通过在加激波区适当位置增加一个鼓包，改变翼型的局部外形，可以降低激波强度，减少波阻并延迟分离的发展。如果在鼓包的上游区再采用吸除技术,则既可以降低波阻,又可以降低粘性阻力。用鼓包控制激波的机理主要是削弱激波强度，并通过均匀激波前后的压力来降低激波前后的压差，达到减小波阻的目的。要想得到最佳的控制效果，就要采用能随飞行状态调整鼓包高度的自适应鼓包。鼓包结构由三层组成。最上面一层为柔性蒙皮，最下面一层为承载结构，中间为作动器部分，它也是实现自适应鼓包的主要部件。(国外研究结果表明，经改装后的A340在典型的北大西洋航线中(航程约6500千米)，如果按每的600次飞行计算，那么仅由于自适应鼓包的作用，每年就可节省油耗1.23%(M0.82)到2.11%(M0.84)，直接使用成本可节省0.8%～1.3%。)，在局部地区设置附面层吹吸装置以保持层流，减小阻力。 飞机采用了无尾设计，既减小了阻力又降低了结构重量，由次带来的不安定和控制问题通过先进的光传操纵系统与柔性自适应机翼和发动机的推力矢量相结合的主动控制系统解决。 由于“梦想之翼”具有极高的气动效率，优异的高速飞行性能，远的航程，大的商载，良好的低速起降性能(通过机翼变形实现)低的使用成本。定能主宰明天的全球民航机市场，并可以此为平台发展各种特殊用途的飞机，中国的航空工业定会让全世界刮目相看，梦想之翼，中国航空工业的梦想、腾飞之翼！ 相关专题：中国创新杯第二届未来飞行器设计大赛 |
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