我国翼身融合布局民机核心技术研究取得重大原创性成果

央广网西安10月25日消息(记者雷恺)未来民航大飞机长是什么样子?“翼身融合民机技术研究团队”给出了答案。西北工业大学牵头的国内“翼身融合民机技术研究团队”经过十余年的潜心研究,在翼身融合布局民机总体综合设计技术方面取得重大原创性研究成果,其部分核心技术指标达到国际领先水平。目前,翼身融合民机的一些主要关键技术已经系统开展了地面试验验证,并即将进入关键技术的集成验证和试飞验证阶段。

在西北工业大学未来飞行器研究中心,记者见到了NPU-300飞机仿真模型。它“背部”平整光滑,机翼与机身融为一体,“腹部”微微向下鼓起,流线型的宽扁机身仿佛一只蓝鲸。在航空领域,这种机翼、机身融合的飞机,被称为翼身融合布局。

和目前国际通用的民航飞机的筒身-机翼型传统布局相比,翼身融合布局民机具有传统飞机所不能企及的飞行性能,其气动效率高、结构重量轻、装载空间大,不但节能环保,还能有效降低噪音和发动机有害气体排放,被认为是有望实现未来绿色航空“经济、环保、舒适、安全”要求的民机革命性技术之一。翼身融合布局民机研究团队原负责人、西北工业大学航空学院教授张彬乾:“和同样大小的飞机相比,它的油耗可以降低20%以上,它的噪音大概要降到百分降30%以上,发动机废物的排放量大概要降30%左右,这三个指标就是未来绿色航空里面所谓的经济性、环保性,最根本的体现。”

翼身融合布局民机的设计技术是多年来国际航空界争相研究的领域。以西北工业大学为核心的国内翼身融合布局民机研究团队,汇集了航空院所、相关高校的优势力量,围绕翼身融合布局民机发展的核心技术挑战,攻克了一个个技术难关,所完成的NPU-300概念方案基本解决了应用可行性问题。经气动数值模拟和风洞试验、应急疏散仿真、飞行模拟仿真等验证表明,该方案整体性能达到了国际先进水平,部分指标处于领先地位,其概念机型已初步满足了新一代民机经济性、环保性、舒适性、安全性的要求,比目前的筒体-机翼构型飞机具有质的飞跃。张彬乾:“这套技术上我们应该说跟国外基本上是同步的,但是走的技术路线不太一样。往往常规的做法是结构进行加强,结构进行加强以后就使得飞机的重量就上去了。我们希望找到一个结构上既能保证要求同时结构重量既不增加至少是少增加的这么一个技术。目前来看,应该说基本找到了,就是采用新的复合材料工艺技术来解决这个问题。”

西北工业大学航空学院教授、飞行器布局设计研究所常务副所长桑为民说,翼身融合布局民机关键设计技术的集成与飞行验证工作将进一步展开,研究团队将结合西工大在无人机研究领域的技术优势,加速开展NPU-300缩比无人机飞行验证,预计用15年左右的时间,加速推动翼身融合民机技术的进一步成熟,促进翼身融合民机从概念方案和关键技术研究向型号预研的转变,以期尽快为国家大型民用飞机发展服务:“从目前的研究阶段来说条件已经具备,也就是达到了开展飞行验证的这样一个技术状态。后期的计划是分阶段分步骤的循序渐进的开展飞行实验验证。第一个阶段是1:8低速缩比试验机,现在工作正在紧锣密鼓地开展,预计在2020年底完成试验机的研制和首飞;第二个阶段是开展大尺寸的高速验证机的飞行实验验证研究,预计在2021年启动相关项目研究,期望通过这种革命性的技术进步能够竞争未来的民机市场。”

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