未來概念飛行器

2012年，受美國國家航空航天局委託，三家全球頂級飛行器研發機構開始設計一種未來概念飛行器，並將在2025年左右設計定型。這種飛行器突出了精簡、綠色的特徵。基本指標將比現有的飛行器油耗標準減少50%、減少75%的有害氣體排放以及減少83%由於飛行器噪音而受限的機場數量。近日，三個研究團隊根據由美國國家航空航天局航空研究任務理事會負責的環境責任飛行器工程的要求設計了未來概念飛行器，將在2025年左右設計定型，突出了精簡、綠色的特徵。研究團隊來自位於加州亨廷頓海灘的波音公司設計團隊、加州帕姆代爾市洛克希德馬丁公司、加州埃爾塞貢多市諾斯羅普格魯曼公司。這三家全球頂級飛行器研發機構在過去的一年內研究了各種方案，以滿足美國宇航局的設計契約要求。美國馬丁公司就高調推出一款適合載人的單人空氣動力飛行器，並且標價為：10萬美元，而且據了解已經配備於：科學探索，海洋，軍事，等等。

基本介紹

• 中文名：未來概念飛行器
• 時間：2012年
• 基本指標：減少50%、減少75%的有害氣體排
• 單位：美國國家航空航天局

基本指標

2025年未來概念飛行器的基本指標將比1998年飛行器油耗標準減少50%、減少75%的有害氣體排放以及減少83%由於飛行器噪音而受限的機場數量。美國宇航局環境責任飛行器工程(ERA)的項目主管費伊科利爾(Fay Collier)認為：該飛行器工程真正的挑戰是我們必須將所有設計在同一時間完成，並且整合到一起，其中一些指標是非常苛刻的，難度很大，這是以前所沒有接觸過的。因此，美國宇航局花費了1100萬美元左右的經費給三個設計小組，以評估滿足這些指標需要什麼樣的飛行器，比如飛翼設計等。

研究計畫

目前，美國宇航局剛剛將這三個設計團隊的方案進行了審查，正在擬定下一步的研究計畫。波音公司先進飛行器概念設計中心的設計人員從現有的X-48技術驗證機入手，將所熟悉的翼身融合技術繼續挖掘，套用到他們的設計方案中。X-48技術驗證機已經在美國宇航局蘭利研究中心進行過風洞實驗，並在德萊登飛行研究中心試飛，該驗證機由波音公司著名的“鬼怪工程”開發的一種混合機翼機體技術。

未來概念飛行器

X-48C的翼展有21英尺，重量約500磅，但該飛行器是真實比例的8.5%，即全尺度翼展可達到240英尺，在未來十五年至二十年內有望在軍事和潛在民用航班上發展出多型飛行器，其特點為重量大，以亞音速巡航。X-48C縮比模型可飛行35分鐘，升限為1萬英尺高度，但在本次試飛中只飛行了九分鐘。美國國家航空航天局認為這是一次成功的飛行測試，並計畫在本周晚些時候再次進行飛行測試。

設計方案

洛克希德馬丁公司的設計方案採用了完全不同的概念。工程師提出了一個“盒式機翼氣動布局”設計。從圖中可以看出，該飛行器的機翼下方與垂直尾翼形成了一個盒式結構。洛克希德馬丁公司對這種新式的氣動布局已經研究了三十多年，最大的難題便是要使用較輕的複合材料、起落架技術、混合層氣流控制技術等其他輔助技術，“盒式機翼氣動布局”便可付諸實施。該驗證機使用了羅爾斯羅伊斯(勞斯萊斯)設計的超級渦輪風扇發動機，該發動機獨一無二的設計有一個比發動機大五倍的涵道比，推動了渦輪風扇發動機的技術限制。

結構

外形酷似隱形機。另外，X-48技術驗證機體現的技術概念與當前飛行器所不同的是發動機的布局，該機使用了普惠公司生產的渦輪風扇發動機，並置於垂尾的頂端，這樣有效地降低了發動機噪音對乘客的影響。同時，X-48驗證機使用了重量更輕、更耐損的複合材料、各種機體減噪減震技術、先進的飛行控制系統、混合層氣流控制技術，該技術可使機體表面的氣流分布更加合理，以減少阻力，並採用了大翼展機翼以提高升力，降低燃油的消耗。

技術套用

諾斯羅普格魯門公司則選擇了該公司的老牌強項：飛翼式氣動布局。雖然該技術可追溯了上世紀的30、40年代，但卻是成熟也十分先進的氣動布局，其設計者是該公司的創始人傑克諾斯羅普(Jack Northrop)，得意之作便是鼎鼎大名的B2隱身轟炸機。諾斯羅普格魯門的設計方案中也採用了羅爾斯羅伊斯公司提供的發動機，四具發動機嵌入機體表面，不僅有效控制了氣動效率也降低了噪聲。

未來概念飛行器

商業航空市場

該公司將“沒有機尾”的概念設計投入商業航空市場，該方案同樣也採用了先進的複合材料、渦輪風扇發動機以及後掠翼氣流層控制技術。三家頂級航空研發機構的設計方案表明，美國宇航局未來概念飛行器的設計主要指標是降低油耗、有害氣體排放以及降噪三個方面。初步的設計方案中有害氣體排放、起飛和著陸階段氮氧化物排放降低50%的指標。在降低油耗以及降噪方面雖然挑戰難度較大，但還是有解決的方案。所有的設計都非常接近降低50%的燃料消耗率，而噪聲削減禁止指標上還存在不同的差距。

投入

環境責任飛行器工程(ERA)的首席工程師馬克曼格爾斯多夫(Mark Mangelsdorf)認為：在本次概念設計階段中，所有的研發團隊都基本達到設計要求的指標就是一件偉大的工作。他們的設計方案讓我看到了20年後的飛行器模樣。另一個偉大的結果是使我們知道在接下來的數年內應該在哪些方面進行資金投入。

展望未來

美國宇航局的官員對環境責任飛行器工程的評價很高，相信所有的設計指標都能達到，如果在噪聲控制上進行最佳化以及燃料降低方面再設計，應該就能達到預期的設計目的。未來概念綠色飛行器有利於引導美國宇航局環境責任飛行器工程在六年工程期第二個三年計畫的投資策略。