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作品:冷飞之斜置翼超音速容机

http://jczs.sina.com.cn 2006年09月07日 21:29 新浪军事
作品:冷飞之斜置翼超音速容机

斜置飞翼超音速客机三视图

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作品:冷飞之斜置翼超音速容机

斜置飞翼超音速客机效果图

  冷飞

  斜置翼超音速容机

  南京航空航天大学

  全球空中客运日益增长,飞机成为了人们出行必不可少的交通工具之一。随着客流量的不断增长,对超音速客机提出了迫切的需求。而气动、能耗、音爆、机场噪音等问题始终困扰着现有的各种超音速客机。

  斜置飞翼是大型、远程、超音速未来客机。其整体是一个升力体,没有传统意义上的机身,可乘载400-600名乘客做高速远程飞行。

  空气动力

  斜置飞翼采用非常规外形,通过变更机翼的后掠角所生成的可变几何形状,提供了出色的亚、跨、

超音速性能:在每个Ma数下调整其后掠角,使升阻比比常规外形要大得多,而且通过调整其后掠角可以使其空气阻力最小(根据无限翼展斜置翼理论,后掠效应是使压强系数,阻力系数等较小)。亚、超音速的不同气动特性,造成了对机翼的不同要求,现有的超音速飞行器的亚音速飞行性能都不理想,而起飞和降落阶段却是不能回避的亚音速阶段。斜置飞翼完美的解决了这一问题。飞翼起飞时,弦向与航向角度很小,大展弦比小后掠角能提供足够升力,减小起飞距离。在不同飞行速度下不断改变角度,到达巡航速度后,弦向与航向成60度角,大后掠角减小阻力。

  结构、操稳

  由于外形特点,使得斜置飞翼的结构重量必然比常规飞机低,加上大升阻比,使得飞翼的运载能力是一项突出的优点。

  飞翼上不安装垂尾,左右各安装一组两台喷气

发动机,以燃油或液氢为燃料,产生动力以及偏航力矩。进气道位于飞翼上部,减少音爆向地面传播。喷气发动机底座可相对于飞翼转动,控制推力方向,以达到推进及操纵需要。

  采用对称翼型,减少超音速时阻力。整个飞翼沿展向弯曲,产生线性扭转分布,补偿后翼的来源于诱导效应的载荷。

  俯仰及滚转操稳性由一个占10%弦长的多段襟副翼提供。每一段襟副翼都由计算机单独控制,整个操稳系统可以与反馈控制器相连,使飞翼在当前姿态以及姿态变化率下达到最佳的偏角。

  环境

  由于超音速飞行时波阻的存在,超音速飞机的能耗是亚音速飞机的好几倍。当飞行器以超音速飞行时,如果采用无限长后掠翼,可以没有波阻,而斜置飞翼正是无限长后掠翼的最好逼近,所以斜置飞翼的能耗比常规超音速飞行器低很多。音爆是另一不能避免的问题,斜置飞翼的音爆也要比其他构型的飞机小很多。

  其他

  飞翼左翼尖朝前,驾驶舱位于飞翼前段,使飞行员有良好的视野,客舱位于飞翼中段,货舱及油箱位于客舱两侧。乘客座椅底座可旋转,保持乘客正向能与航向保持相同,避免加速度带来的侧向力。能耗低,运载能力强,大大降低了成本,使得斜置式飞翼有着出色的经济性,能为航空公司带来不错的利润。

  对于斜置飞翼而言,在足够的长度下其各项性能才能体现出来,小型飞翼是没有太大意义的,所以机场的大小,跑道的宽度将是限制斜置飞翼发展的最大障碍。可以预见,空中运输越来越重要的将来,机场和跑道的扩建是必然的,那时候斜置式飞翼超音速客机也将成为干线客机的首选。

  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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