飞行翅膀将如何工作

作者:Kevin Bonsor

比以往任何时候都多的人飞行,空中交通的增加在世界各地的机场造成了瓶颈。如果您最近飞行,您已经目睹了交通拥堵和航班延误。这美国联邦航空管理局(FAA)警告说,如果该行业现在不进行更改,航空旅行只会变得更糟。在最近的一份报告中,美国联邦航空局(FAA)预计,空中乘客将增加63%,从2000年的7.33亿增加到2012年的12亿。

回应旅行者的急剧增加,波音NASA正在开发一种新型乘客飞机每次飞行将能够载800名乘客,比747大约160个。混合翼的身体或“飞行翼”,设计消除了雪茄形机身和尾部,这些机身和尾部自1930年代起飞以来一直是现代乘客飞机的支柱。飞行翼设计融合在一起翅膀机身变成一辆相似的光滑车辆Boomerang


图片由NASA提供
混合翼的身体概念可能会缓解旅行困境。

飞行翼的设计并不是革命性的,但它从未被用于客机飞机。在本文中,您将了解研究人员如何将这种仅军事设计转移到商业飞机上,以及在您能够登上这些奇怪的飞机之一之前,仍需要做什么。

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混合翼背景

任何看过B-2隐形轰炸机知道飞机对军用飞机并不陌生。实际上,飞行翼设计可以追溯到20世纪上半叶。从1920年代后期开始杰克·诺斯罗普,诺斯罗普飞机公司(Northrop Aircraft Co.后来,诺斯罗普(Northrop)的公司是美国陆军航空队在第二次世界大战期间建造长期轰炸机的公司之一。诺斯罗普(Northrop)交付了YB-49


照片由美国空军提供
诺斯罗普飞机公司(Northrop Aircraft Co.)开创了飞行翼设计,并开发了YB-49,该设计于1947年首次飞行。

YB-49是多年发展的高潮,始于Northrop Model 1(N-1m),一种双引擎飞行模型,于1939年。诺斯罗普开始改善N-1M并发展XB-35YB-35,这两者都是螺旋桨驱动的飞行翅膀。1946年,XB-35进行了首次测试。然后将喷气推进添加到YB-35模型中,创建YB-49。一年后,YB-49在加利福尼亚进行了处女航班。

尽管早期取得了成功,但YB-49项目于1948年被取消,原因是事故造成两名测试飞行员和三名工程师的事故。随着第二次世界大战的结束,美国军方暂停了飞行翼轰炸机的进一步发展。随着B-2的发展,将在1980年代复活飞行翼设计隐身轰炸机,也是由诺斯罗普·格鲁曼(Northrop Grumman)建造的。B-2的开发始于1981年,以取代B-52轰炸机的老龄化机队。


照片由美国空军提供
B-2轰炸机是YB-49轰炸机的后代。

飞翔的翅膀全球
尽管设计师之间没有合作,但大约在美国,苏联和德国的同一时间,飞行翼的发展始于1920年代。一位著名的苏联设计师Boris Ivanovich Chernanovski从1921年到1940年从事飞行翼。
尽管在B-2轰炸机中,YB-49的影响很明显,但有一个关键区别 - B-2使用隐形技术使其几乎看不见雷达。B-2在1988年公开亮相,但技术问题推迟了十多年的战斗使用。1999年,B-2炸弹袭击者在南斯拉夫的卫星引导炸弹丢下卫星引导炸弹时开始战斗。

通过证明飞行翼在战斗中起作用,下一个合理的步骤是开发具有飞行翼设计的商业喷气机。

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告别机身

虽然军方已经使用了飞行翼的设计多年,但我们尚未看到一架飞行翼飞机拉到我们当地机场的大门。研究人员正在努力改变这一点。波音公司正在开发一个双层,800个座位的飞行翼商业喷气机,可以到2015年准备就绪。但是,该生产日期可能会根据空中客车的巨大成功而提高A-380巨型喷气机,这可能给波音公司施加压力,要求比计划更快地运送飞翼。A-380不是混合翼车身设计,但它是能够携带600或800名乘客的双层甲板(取决于配置)。


图片由NASA提供
飞行翼将比波音747-400宽67英尺(20.4米)。它将能够使用现有的跑道。

飞翼
747-400
翼展
289英尺
(88.1米)
211英尺
(64.3米)
高度
40.9英尺
(12.5米)
63英尺
(19.2米)
长度
160.8英尺
(49米)
232英尺
(70.7米)
引擎
三个高型比率喷气发动机
四个涡轮扇引擎
乘客容量
800
最多660
范围
7,000英里
(11,265公里)
7,200英里
(11,587公里)
巡航速度
486节
(560 mph / 900 kph)
490节
(563 mph / 908 kph)

工程师在波音的幻影作品研究实验室已与美国宇航局(NASA)和几所研究大学合作开发了飞翼巨型喷气机。飞机将与您曾经驾驶过的任何东西都不一样。它已经取消了机身和尾部。剩下的唯一的是机翼,其中包含飞行所需的一切。这是波音飞行翼的建筑:

  • 身体- 飞行机翼将由高级复合材料制成,并将从飞机前部到后部延伸的10个中间肋骨分开。这些肋骨将飞机分为10个单独的乘客托架。车身与发动机和机翼融合在一起,形成一个举起表面。这种轻巧的设计使飞行翼比747使用的燃油少25%。


图片由NASA提供

  • 乘客海湾- 飞机将载有800名乘客,并将其分为每台五个海湾的双层小屋。大多数乘客都不会有窗户,因此飞机将拥有显示窗口视图的视频屏幕。每个海湾的前后都有门,以使紧急出口更加容易。
  • 引擎- 三喷气发动机,叫高型比率引擎,将构造在飞机车身的后部。机翼表面和附近的空气将流过飞行翼的弯曲入口并进入其发动机。

研究人员在开发波音飞行翼的完整生产模型方面仍然面临一些挑战。机舱加压在当今的管飞机上不是问题,而是在飞行翼更大的机舱中遇到问题。它将需要开发新的加压系统。同样,在今天的飞机速度约为600 mph(966 kph)的速度下,由于机翼比传统飞机的翼厚得多,因此阻力变得越来越困难。计算机分析和风洞测试美国宇航局的兰利国家跨性别设施预计将确定飞行翼设计的稳定性和性能。

一旦克服了技术挑战,波音公司的最大障碍也许是说服飞行公众,飞行翼与传统飞机一样安全。人们担心公众会担心使用如此激进的设计搭乘飞机。他们可能已经看到了B-2,但是波音的飞行翼将比这大得多。可能会担心一架载有800名乘客的飞机以及在紧急情况下可能意味着什么。

飞行翼不仅有可能成为商业客机。它也可以用作货运飞机和非常远程的军事飞机。随着航空业在接缝处发生破裂,飞行翼设计可以帮助航空公司满足21世纪流动性越来越多的社会需求。

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