桑為民教授介紹仿真機。 （記者 姜泓 攝）
機身和機翼融為一體，尾翼小了很多，發動機改在飛機的尾部而不是機翼下，流線型的寬扁機身仿佛一隻藍鯨……翼身融合布局，這就是未來大飛機的模樣。10月24日，記者從西工大獲悉，由該校牽頭的國內「翼身融合布局民機技術研究團隊」經過十餘年的潛心研究，在翼身融合布局民機總體綜合設計技術方面取得重大原創性研究成果，其部分核心技術指標達到國際領先水平。
翼身融合布局 引領未來民用機設計
「在航空領域，機翼、機身融合的飛機，被稱為翼身融合布局(簡稱BWB)。」西工大航空學院飛行器布局設計研究所常務副所長桑為民教授介紹，目前國際通用的民航飛機是筒身-機翼型傳統布局，由一個類似圓柱形的機身，再加上機翼、尾翼、發動機等所構成，機身和機翼之間的界限明顯。這種傳統布局飛機經過數十年的發展，其空氣動力效率的發揮已經接近極限。
翼身融合布局的飛機，機身和機翼融為一體，極具流線感的外形設計，讓該型飛機在空氣中具有傳統飛機所不能企及的飛行性能，其氣動效率高、結構重量輕、裝載空間大，不但節能環保，還能有效降低噪音和發動機有害氣體排放。世界民航組織、美國聯邦航空管理局、歐洲航空安全局均認為，翼身融合布局民機是有望實現未來綠色航空「經濟、環保、舒適、安全」要求的民機革命性技術之一。
正因如此，翼身融合布局民機的設計技術，多年來也成為國際航空界爭相研究的領域。
攻克技術難關 實現民用機質的飛躍
「目前，翼身融合布局民機的一些主要關鍵技術已經系統開展了地面試驗驗證，並即將進入關鍵技術的集成驗證和試飛驗證階段。」翼身融合布局民機研究團隊原負責人、西北工業大學航空學院教授張彬干剖析，研製翼身融合布局民機，主要有兩個核心問題需要解決，一是設計方案的應用可行性問題，需重點解決如何在突出高氣動效率的同時，滿足起降、噪聲、應急疏散、舒適性等要求；二是翼身融合布局民機特殊形狀的增壓客艙結構及其減重問題。
目前，國際上幾個代表性概念方案，高速巡航性能都很好，但分別存在起降性能不高；寬短機身不易布置逃生艙門，無法達到世界民航組織規定的90秒應急撤離要求；過寬的客艙影響乘坐舒適性；增壓客艙結構及其減重技術未突破等問題。因此，距工程應用仍有較大差距。
以西北工業大學為核心的國內翼身融合布局民機研究團隊圍繞翼身融合布局民機發展的核心技術挑戰，腳踏實地攻克了一個個技術難關。所完成的NPU-300概念方案基本解決了應用可行性問題。經驗證表明，該方案不僅具有優異的高速巡航性能，起降性能也顯著提高；機身兩側均勻布置了8個艙門，很好地滿足了黃金90秒逃生標準要求；客艙更少的每排座位設計使之具有良好的乘坐舒適性。整體性能達到了國際先進水平，部分指標處於領先地位。
「從側面看去，這架飛機的背部平整光滑，機翼與機身融為一體，腹部微微向下鼓起——這便是它的機艙。」桑為民教授手持NPU-300仿真模型介紹說，正因為這種獨特的設計，NPU-300還具有強大的裝載能力，設計載客300名或載重40噸、航程13000公里。「根據國內外同類型飛機公開的數據來看，我們的NPU-300在諸多性能上是有較明顯優勢的。該款概念方案已初步滿足了新一代民機經濟性、環保性、舒適性、安全性的要求，比目前的筒體-機翼構型飛機具有質的飛躍。」
新一代翼身融合布局民機技術代表著世界民用航空的未來方向，推進該技術發展對於提升我國在未來民機市場的核心競爭力有著至關重要的作用。「我們預計用15年左右的時間，分步實施，從較小尺寸的無人機試飛到大尺寸的無人機飛行驗證，加速推動翼身融合布局民機技術的進一步成熟，期望通過關鍵技術的集成驗證，促進翼身融合布局民機從概念方案和關鍵技術研究向型號預研的轉變，以期儘快為國家大型民用飛機發展服務。」桑為民說。
來源：西安報業全媒體記者 姜泓 通訊員 趙珍
編輯：芥末花生