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漫游天际环球客机

http://www.sina.com.cn  2008年10月08日 15:51  新浪航空
SX-Z-02低速三视图
SX-Z-02低速三视图

SX-Z-02主题图
SX-Z-02主题图

  随着人类航空文明的不断发展,人们对安全、快捷、舒适的空中旅行有了更高的要求。同时,伴随着不断进步的仿生技术、新材料技术、纳米技术、电子技术、控制技术等等,未来干线客机高超音速、高安全性和舒适性的实现,对人类航空文明无疑又是一次质的飞跃……

  “漫游天际”环球客机是一种具有高超音速、高安全性、高舒适性的干线客机。它能在36000米高空以4~5马赫巡航飞行,最大航程16000km,约乘坐360人,能执行环球飞行。该机安全舒适快捷经济的特点,很符合民用航空的要求。乘坐涂有祥云图案的“漫游天际”去旅游的国人,一定会引以为豪的。

  该机主要采用小展弦比、大后掠角边条翼无尾式气动布局,扁平的机身与机翼融合为一体设计,实现其高空低阻的气动布局;在控制面设计上采用可收起式垂直控制面、可下弯翼尖、可伸缩式鸭翼、可变形翼型等保证其低速起飞着落性能,同时提高高空高速低阻巡航性能;动力系统采用扁平喷嘴和位于机身上部的进气道设计,有效减小声爆对座舱和地面的影响,同时避免进气道吸入异物;座舱采用上单翼结合机身中下部座舱设计,给乘客开阔的视野,形成强大的视觉冲击。同时结合先进的娱乐系统和人性化的服务系统,让乘客尽情享受飞行,实现安全快捷地“漫游天际”的服务宗旨。

  气动设计

  在气动方面,“漫游天际”采用了可收起式垂直控制面、可下弯翼尖、可伸缩式鸭翼、可变形翼型(见控制面特写、高低速控制面打开与收起对比图)、等离子减阻技术、展向射流技术、乘波技术等,以保证其良好的低速起飞着落性能,同时拥有高升阻比的高速性能,实现良好的安全性、高速性和经济性。

  a.可收起式垂直控制面,即飞机腹部一种能闭合成为机翼一部分,又能打开成为像垂尾一样能操纵的垂直控制面。本方案主要设计有两对可收起式垂直控制面。一对是可以全动的,另一对是不可全动的安定面。对结构问题和翼面缺失问题,可以考虑应用先进智能材料技术去解决。这样做的好处是:在高速时,收起的垂直控制面能减小迎风面积,大大减小高速阻力;在低速时,保证飞行的航向控制或减速控制等。特别是在大风等恶劣天气下起飞着落时,具有良好的稳定性。

  b.可下弯翼尖,即翼尖部分具有下弯功能。该部位主要由先进智能材料制成,然而翼尖弯曲会引起蒙皮、涂层等的变形问题,可以通过先进智能材料解决。其优点主要有:在低速时能展平翼尖,增大机翼面积,提高低速下的升力;在高速时,翼尖在主动控制的控制下向下弯曲,以最有效的捕捉由机身前沿产生的激波,实现“乘波飞行”的最高效率。下弯翼尖还能起到一定航向的稳定作用。

  c.可伸缩式鸭翼,即鸭翼既可以伸出操纵,又能缩入机身内部。这主要是为了提高飞机的起飞着落性能,解决飞机超音速阶段引起气动中心突然后移而产生的操纵困难。同时收缩的鸭翼在高超音速巡航时能减小阻力。

  d.可变形翼型,即飞机的机翼能作一定的变化,从而改变机翼的翼型,以提高不同马赫数的升阻比,满足高低速兼顾的良好气动性能。

  e.等离子减阻技术,“漫游天际”还采用了等离子减阻技术,以减小高空飞行阻力。通过先进的等离子体发生器,在飞机表面形成一层“等离子鞘”,使飞机附近的空气电离。由于空气变得“稀薄”,其飞行阻力更小。在同样的推力条件下,飞机的航程,特别是经济性有很大的提高。

  f. 脉冲展向射流,通过在机身合理部位的射流孔是对翼面附近进行不同强度方向的脉冲射流。这样的优点有:在起飞着落时,间断的射流既能推迟涡破又能提高涡能,同时实现良好的层流控制,从而提高升力,提高低速性能;鉴于在一次射流后涡会保持一段时间而不是立刻破裂的特性,可以进行脉冲射流,以节约能源。射流源由发动机燃气或先进高压储气罐等提供。

  g.乘波技术,乘波是一种压缩升力的现象,即在某种高速下,一种适当形状的物体可使音障形成的激波撑起物体,如同冲浪快艇般的乘波奔驰。因此,当飞机高超音速巡航时,其巨大体积恰使激波形成向上的压缩空气,同时能被下弯的机翼捕捉,从而获得很大的免费升力。

  本方案的气动设计,兼顾了高低速飞行性能。在飞机起飞着落时(见低速三视图),速度和高度通常很低。要提高升力只能增大机翼面积和升力系数。此时展平的可下弯翼尖、伸出的可伸缩鸭翼、适当变形的可变形翼型正好满足这点。面对低速控制能力的减弱,则必须加大控制面面积,以提高飞机的安全性、稳定性和操纵性。打开的垂直控制面和鸭翼正好也解决了这个问题。因此,该机的低速性能得到保障。在飞机进行超音速飞行时(见高速三视图),其主要阻力是波阻。收起的垂直控制面和鸭翼大幅度降低了飞机的迎风面积,从而减小波阻。同时,结合“等离子减阻技术”,飞机的阻力将进一步减小;适当变形的翼型又提高飞机高速飞行时的升力系数;下弯的翼尖同时会提供额外的“乘波”升力。因此,该机的升阻比大大提高,高速性和经济性也相应增加,更符合乘客和航空公司的要求。

  座舱设计

  在座舱方面,该机采用上单翼结合机身中下部座舱设计,同时广泛采用耐高温高压的先进玻璃材料。座舱分为头等舱和经济舱(见座舱特写)。

  头等舱位于飞机最下部,载客量约60人。头等舱的每位乘客都有一块独立的“玻璃区域”,其范围是根据人体视觉特点设计,以达到良好的视觉效果。在每个独立空间中,座椅可方便地在坐式与卧式间切换,以满足乘客的不同习惯;地板为可调式变色软质地板,其颜色可由乘客自行调节。该地板能像变色玻璃一样变色,可方便地帮助乘客调整情绪。譬如,当乘客初次乘坐时,可以根据需要适当将地板调暗,以减小紧张恐惧心理,同时不会影响到其他旅客。头等舱还拥有一流的娱乐设施和服务系统,使每位乘客都能在办公、娱乐的同时,尽情地享受飞行。

  经济舱位于机身中部,采用双通道,25排座,每排12人,约载客300人。其座舱与一般客机座舱设计类似,最大不同在于将舷窗加大。坐在座位上的乘客像在天桥上一样,两侧都是开阔的风景,特别是飞机穿过云层时,经济舱的乘客也能享受到“漫游天际”的飞行。同时提供先进的娱乐设施和人性化的服务系统,让每位乘客都能尽情地享受“飞行”、留念“飞行”。

  发动机设计

  在发动机方面,“漫游天际”采用先进的涡扇—冲压组合式发动机。发动机能灵活地变换工作模式。在低速时,喷气式涡轮风扇发动机工作。当达到2-3马赫,发动机调整工作模式,变为冲压喷气式发动机推进方式,满足在低速、超音速、高超音速都具有很高的推力。再结合低阻的气动设计,它能很轻松以M4.0~5.0巡航,同时采用新型高效能低污或清洁燃料,达到环保、低噪、低耗能的优点。

  蒙皮和涂层设计

  “漫游天际”采用智能蒙皮和纳米涂层设计。涂层主要是通过纳米技术制造的,主要由三层构成,由外到内分别为:半隔热消声纳米涂层、热生电涂层、隔热消声涂层。而智能蒙皮则由先进智能材料制成,并分布有大量的传感器和光纤。其优点表现在:光滑的涂层能大大减小摩擦阻力和气动加热;蒙皮内的传感器能实时感知飞机的状态(如激波位置、温度、压强、部件工作状态等),便于操纵和维护;将气动加热转化为等离子体发生器和空调等的电能,实现能量的更高利用。

  其他设计

  “漫游天际”还采用先进的一体化智能航电系统,如智能计算机、主动控制、传感器、光纤等等。通过分布在飞机蒙皮和内部无数的传感器实时感知飞机的飞行状态(如激波位置、温度、压强、部件工作状态、等离子体频率等),并通过光纤与智能计算机相连接,实时监测,实时控制,以达到飞行的最高效率,提高安全性、舒适性、高速性以及经济性。同时该设计也能及时感知飞机故障,提高飞机可维修性;该机雷达系统具有地形跟随与地形回避能力以及风切变等突变探测能力等等,以确保飞机安全平稳的飞行;该机还装备先进的卫星导航系统,使驾驶员自主选择航线的“自由飞”飞行得以实现。

  “漫游天际”环球客机作为一种高速、安全、舒适的干线客机,在给乘客安全和速度的同时,更给人一种漫游天际的享受。随着科技的不断进步,相信未来来自世界各国的航空爱好者乘坐“漫游天际”漫游到珠海,参观我国更先进的大飞机……

  “漫游天际”环球客机主要数据:

  机长: 60.00m

  翼展(下弯): 35.26 m

  翼展(展平): 45.26m

  机高: 12.26m

  空重: 110000kg

  最大起飞重量: 250000kg

  最大速度: M6.0

  巡航速度: M4.0~M5.0

  巡航高度: 30000m~36000m

  载客: 360人

  升限: 40000m

  航程: 16000km

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