绿色飞行器——全电飞机、浮空器、绿色材料飞机

时间：2018-03-19 23:04来源：中国通航网 作者：中国通航

智能可变形飞行器是指飞行器在飞行过程中可以改变外形，以适应宽广变化的飞行环境，完成各种任务使命，有效实施控制，改善飞行性能。它与现有飞行器离散改变后掠角或控制面角度的传统方法不同，通过变体技术实现外形的分布连续式变形。智能可变形飞行器可以针对飞行各阶段的不同要求，改变机翼面积与形状，如在巡航阶段增大机翼的展长或改变弯度，以达到提高飞机升阻比，增大航程的目的；或利用发动机进气道和尾喷口变形技术，在保持同样航程的情况下，达成降低噪声、节省燃油的效果。美国DAPAR提出可变形飞行器（柔性机翼）的“门槛”指标为：机翼的质量不超过传统机翼，机翼展弦比变化200%，机翼面积变化50%，5度的机翼扭转角和20度的后掠角变化。智能可变形飞行器具有低噪声、节能、易驾驶、更安全等特点，可明显提高经济性、环保性与安全性。

5.3.2 飞翼

飞翼或称全翼机，是一种没有尾翼且机身主要部分隐藏在厚厚的机翼内的航空器。飞翼在气动布局上采用的是翼身融合设计，飞翼的平坦且有翼剖面形状的机身，能产生部分升力。由于没有传统的独立机身和尾翼等产生阻力而无升力贡献的部分，飞翼的飞行阻力能显著降低，燃料经济性明显提高。概念设计研究表明，翼身融合体外形可获得比常规外形更好的性能，巡航升阻比可从传统外形的19提高至23。480座的翼身融合体外形与同量级的传统外形相比，最大起飞重量可减少18%，每座位燃油消耗可减少32%，具有良好的环保性。

图5-7 X-48B试验型飞翼飞行器

航空的未来：绿色飞行器——全电飞机、浮空器、绿色材料飞机

5.3.3 C翼飞机

由于各国提出的超大型飞翼设计方案中的翼展都在280～350英尺之间，均超过了目前民航机场对飞机翼展262英尺的限制，美国斯坦福大学的克鲁教授提出了C翼解决方案。其基本设想是，将飞翼的翼尖部分向上折起，形成垂直机翼；垂直机翼的顶端再向内折，形成水平机翼，这样可有效解决飞翼设计与现有机场的相容问题。波音公司在美国航空航天局的支持下，以B777机身为基础，根据克鲁教授的设想，提出了C翼飞机方案。C翼飞机方案保持了飞翼设计中的各种优点，能产生有利的气动耦合，飞行阻力保持在一个可接受的水平，有效解决了600～700座级飞机与现有机场的相容问题，将推动飞翼方案早日实用化。

5.3.4 盒式布局飞机

盒式布局通常用后掠端板将后掠下单翼的翼尖或翼中与前掠上单翼的翼尖连接起来，机翼相连呈盒状布局形式。盒式布局与连翼布局十分相似，唯一不同的是，连翼布局是将后掠的下单翼与前掠的上单翼直接连接起来，而盒式布局两者之间必须通过端板相连接，这样可以减少两翼直接连接所带来的不利干扰。盒式布局飞机的优点是：一，明显减少巡航诱导阻力，大大提高飞机的升阻比，进而节省燃油，增大航程；二，改善飞机的结构强度，防止颤振；三，可以在两个机翼上安装多个操纵面，提高飞机的操控性能。盒式布局在民航运输机、长航时无人机、轻型通用飞机、预警机、加油机等类型飞机中都有应用前景，盒式布局飞机有望成为一种环境友好型航空器。

5.3.5 大载重浮升式航空器

大载重浮升式运输航空器是一种性能介于飞艇和飞机之间、基于静升力和动升力原理相结合的新概念飞行器，或称“混合式飞艇”(Hybird Airship)。它融合了飞艇的静升力原理和飞机的动升力原理，有可能既获得飞艇经济性好、载重量大、航程长的优点，又能得到飞机速度快、易操纵的优点。这种飞行器拥有存储大量轻于空气的气体囊腔，可以产生较大的升力，又拥有旋翼或固定翼∕推进器，可以实现大载重量、长距离运输，且消耗的燃料较少，更利于保护环境，是一种有应用前景的绿色航空器。