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波音考慮恢復(fù)X-48無人機的試驗研究

發(fā)布日期:2017-02-06??來源:航空工業(yè)信息網(wǎng)我要投稿我要評論

在BWB布局的噪聲研究方面,波音和NASA已經(jīng)并且將要開展大量的工作。ERA項目中已經(jīng)驗證了BWB機身后緣上方安裝超高涵道比(UHB)發(fā)動機的噪聲屏蔽效果。而為了屏蔽噪聲將發(fā)動機向前移動可能會帶來發(fā)動機-機體集成的一系列問題,比如低速時的進氣畸變、安裝阻力等。在NFAC進行的試驗已經(jīng)對高俯仰和偏航角控制、風扇失速裕度評估和發(fā)動機安裝阻力等問題進行了研究,總的目標是將UHB的進氣道可操作性成熟度從2級提高到4級,將發(fā)動機和機體的集成技術(shù)從3級提高到4級,并獲得更有價值的一般的噪聲屏蔽設(shè)計經(jīng)驗。

在BWB布局的發(fā)動機-機體集成技術(shù)方面,波音和普惠公司合作開展了大量研究。從2014年到2015年第三季度在NFAC開展的BWB布局風洞試驗首先進行了采用通氣短艙的全機試驗,測試了高升力系統(tǒng)的特性(如上所述,包括克魯格襟翼、后緣升降副翼等)。然后又進行了采用引射式動力模擬的全機測試,研究了進氣道氣流畸變,最后采用渦輪動力模擬(TPS)研究了噴流對全機穩(wěn)定性和控制的影響。此外,還通過麥克風陣列測試了聲學特性。

X-48無人機

NFAC風洞中采用三種不同的動力模擬方式進行了發(fā)動機-機體集成測試,分別是通氣短艙(無動力模擬),引射器動力模擬(可模擬50%左右的進氣特征),渦輪動力模擬(可模擬80%左右的進氣特征)

據(jù)NASA蘭利中心ERA項目協(xié)同負責人杰弗里·弗拉姆在1月份舉行的AIAA2016年航宇科技大會上介紹,普·惠公司已經(jīng)對同BWB集成的UHB發(fā)動機風扇失速、低壓壓氣機失速和風扇振動等問題進行了研究,結(jié)論是“發(fā)動機在計劃飛行包線內(nèi)的所有點表現(xiàn)良好,只有部分情況超出了預(yù)期,比如45度側(cè)風時。”上述研究的基準發(fā)動機為海平面推力23.27噸、最高升限處推力3.99噸的GTF發(fā)動機。波音早期的BWB布局采用了3.3米直徑的風扇,后來的試驗中改為2.67米。普·惠提供了這種發(fā)動機的性能和噪聲數(shù)據(jù),并分析了進氣畸變等問題。波音則制造了發(fā)動機整流罩。

波音和普惠已經(jīng)對發(fā)動機-機體集成進行了超過500次的設(shè)計迭代,優(yōu)化了巡航馬赫數(shù)0.85、飛行高度13106米條件下的外形。波音負責ERA項目的負責人約翰·博尼特表示:“將大尺寸的發(fā)動機和BWB集成是一個很大的挑戰(zhàn)。”需要關(guān)注的問題包括發(fā)動機短艙和機身上表面之間通道的氣流流動、最小化短艙激波、降低尾部干擾阻力和發(fā)動機溢流阻力,以及評估UHB可能采用的變截面噴管的影響。博尼特指出,最新的設(shè)計顯示,波音BWB布局的升阻比增加了5%,主要是減少了干擾阻力以及短艙和機翼的壓縮性阻力。

據(jù)弗拉姆表示,ERA項目結(jié)束時給出了目前的BWB布局可以滿足ERA環(huán)境指標的結(jié)論(燃油消耗減少50%)。具體結(jié)果為,相比1998年的參考水平,BWB布局可減少53%的燃油消耗,并且最終優(yōu)化的結(jié)果相比開始的布局燃油消耗率又提高了1.8%。

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