
波音未来单通道飞机
在美国国家航空航天局的帮助下,波音公司将从 2028 年开始建造、测试和飞行一架全尺寸的演示飞机,为未来更环保、更节能的飞机做准备。
可持续飞行演示项目中的跨声速桁架式机翼配置商用飞机系列的艺术家概念。跨声速桁架式机翼NASA概念跨声速桁式机翼是波音公司在亚声速超绿色飞机研究项目下为NASA开发的一种配置。
对于大跨度、低阻力的机翼,由支柱支撑,以最大限度地减少细长结构的重量损失,TTBW配置估计比传统悬臂机翼具有9%的燃料燃烧优势。波音737800的翼展为170英尺(51.82 公尺),而波音737800为113英尺(39.32 公尺),初始TTBW设计的展弦比约为14,而737为 9.25。美国国家航空航天局提议建造一个TTBW的X飞机飞行演示器,在 2020年中期飞行。
美国国家航空航天局(NASA,美国华盛顿特区)授予波音公司(美国弗吉尼亚州阿灵顿)可持续飞行演示项目的奖项,该项目旨在为新一代单通道客机提供信息,与当今最先进的商用飞机相比,其排放量可降低30%。
波音公司将与美国国家航空航天局合作,根据波音公司的跨音速桁架式机翼设计,建造、测试并试飞一架全尺寸的演示飞机。首飞计划于 2028 年进行,这是加州NASA 阿姆斯特朗飞行研究中心计划的为期一年的飞行测试活动的一部分。
在七年内,美国国家航空航天局将投资 4.25 亿美元,并提供技术专业知识和测试设施,而波音公司及其合作伙伴预计将贡献7.25亿美元。
美国国家航空航天局局长比尔·纳尔逊表示:“我们的目标是,美国国家航空和宇宙航行局与波音公司合作生产和测试一架全尺寸演示机,这将有助于开发出未来更节能的商业客机,对环境、商业航空业和全球乘客都有好处。”“如果我们成功了,我们可能会在 2030 年代公众升空的飞机上看到这些技术。”
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毫不奇怪,TTBW愿景
据《航空周刊》报道,这个奖项并不意外。《AvWeek》编辑Graham Warwick 指出:“美国国家航空航天局和波音公司在高纵横比 TTBW 配置方面合作了十多年。”。他引用纳尔逊的话说,选择 SFD 确实是一场竞争,但波音的提议“是迄今为止最好的”。沃里克解释说,波音公司的提案概述了一个可能的单通道 TTBW飞机系列,包括 VS-1 和 VS-2,其中 VS代表视觉系统。沃里克指出:“基于 MD-90 机身,较小的 VS-1 可容纳130-160 名乘客,而180-210 名乘客的 VS-2 有更大的机翼和发动机。”据报道,美国国家航空航天局的 X 飞机演示机将使用缩短的 MD-90机身。
CW在其2022年的文章《商业航空和复合材料的未来 10 年》中介绍了 TTBW。该概念的特点是飞机具有超长、薄的机翼,由对角支柱稳定。这种设计使飞机的燃油效率比传统客机高得多,因为它的形状会产生更小的阻力,从而燃烧更少的燃料。
Warwick 指出,SFD 计划的目标是在飞机层面验证 TTBW 的好处。波音公司是否会在未来的单通道平台上使用这种配置取决于该项目的成功与否。他引用了波音商用飞机公司副总裁兼产品开发总经理 Mike Sinnet 的话说,该行业的投资规模,加上波音公司已经在TTBW开发上花费了1.1亿美元,表明波音公司对该设计“持乐观态度”。
02
单通道作为朝向净零航空的方向
根据美国国家航空航天局的新闻公告,单通道飞机是许多航空机队的主力,由于其使用量大,占全球航空排放量的近一半。美国国家航空航天局计划在 20世纪20年代末完成该项目的测试,以便该项目展示的技术和设计能够为行业决策提供信息,使其能够在20世纪30年代投入使用的下一代单通道飞机。
“美国国家航空航天局正在努力实现一个雄心勃勃的目标,即在未来几十年内开发改变游戏规则的技术,以减少航空能源的使用和排放,实现到 2050 年实现航空界净零碳排放的目标,”美国国家航空局航空研究任务局副局长鲍勃·皮尔斯说。“跨声速桁架式机翼是我们应对这些挑战所需的变革性概念和投资,关键是,本项目中展示的技术有一条明确可行的路径,可以为下一代单通道飞机提供信息,使使用航空运输系统的每一个人都受益。”
美国国家航空航天局的目标是,在演示飞机上飞行的技术,与推进系统、材料和系统架构方面的其他进步相结合,将使燃料消耗和排放量相对于当今最高效的单通道飞机减少 30%,具体取决于任务。
波音公司首席技术官 Todd Citron 表示:“我们很荣幸能够继续与美国国家航空航天局合作,并展示能够显著提高空气动力学效率的技术,从而大幅降低燃料燃烧和排放。”“波音公司一直在推进多管齐下的可持续发展战略,包括机队更新、运营效率、可再生能源和先进技术,以支持美国航空气候行动计划,并实现到2050 年实现净零碳排放的行业目标。可持续飞行演示器建立在美国国家航空航天局、波音公司和我们的行业合作伙伴十多年的投资基础上,以帮助实现这些目标。”
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SFD 作为《资助空间法》的一部分
SFD是美国国家航空航天局可持续飞行国家伙伴关系下的最大努力。其他组件项目侧重于混合涡轮风扇发动机、可持续燃料、电气化动力系统、高速复合材料制造和轨迹优化操作。
新的《资助太空法》协议使美国国家航空航天局能够利用私营行业的知识和经验,波音公司及其合作伙伴制定了一项拟议的技术计划。美国国家航空航天局将提供其航空设施和专业知识。美国国家航空航天局不会为其任务采购飞机或任何其他硬件。该机构将获得某些地面和飞行数据,这些数据可用于验证机身配置和相关技术。
可持续飞行演示器将帮助美国在 2050 年前实现航空净零碳排放,这是白宫《美国航空气候行动计划》中阐述的环境目标之一。
国际民用航空组织也制定了到 2050 年实现净零碳排放的目标。该项目是美国国家航空航天局综合航空系统计划下的一项活动,也是可持续飞行国家伙伴关系的一个关键要素,该伙伴关系专注于开发新的可持续航空技术。
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补充资料
TTBW演示器将基于缩短的
MD-90机翼的跨度比传统的单通道多50%
可持续飞行演示计划使波音公司对空客在欧洲政府及其行业合作伙伴的资助下启动的多项技术演示项目做出了公开回应。这些包括大跨度机翼和开放式风扇发动机,以及混合动力和氢动力。
TTBW演示器将基于缩短的MD-90
机翼的跨度比传统的单通道多50%
可持续飞行演示计划使波音公司对空客在欧洲政府及其行业合作伙伴的资助下启动的多项技术演示项目做出了公开回应。这些包括大跨度机翼和开放式风扇发动机,以及混合动力和氢动力。
波音公司的提案概述了未来可能的单通道TTBW飞机系列,即 VS-1和VS-2(用于视觉系统)。基于MD-90 机身,较小的VS-1可容纳130-160 名乘客,而180-210 名乘客的VS-2有更大的机翼和发动机。波音公司表示,使用一个机翼和发动机尺寸的两种变体将对较小的飞机造成不可接受的惩罚。
但波音公司即将完成SFD的高速线路,并计划开始一系列单独的风洞测试,以验证演示机的具体设计,因为这需要对 TTBW进行更改,使其适应现有MD-90 机身的结构限制。
展弦比,你自然会降低飞机的诱导阻力,即升力引起的阻力。
我们知道,如果我们这样做,你会得到更好的空气动力学,阻力会更小,燃料消耗也会更少。”
注:MD-90 经济舱是一排 5 座
A320、B737、C919、MC-21 经济舱均是一排 6 座。 TTBW高升力试验,美国航空航天局兰利研究中心,
弗吉尼亚州汉普顿研究人员于9月在美国国家航空
航天局兰利研究中心的14 X 22英尺处完成了TTBW
高升力测试,包括稳定性和控制检查以及地面效应评估。
弗吉尼亚州汉普顿的亚音速风洞。
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曹颖
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