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NASA掌握下一代客机核心技术 拨款开造X飞机

2020-06-28

据AviationWeek报道,NASA将大幅增加预算,资助4-5型民用亚声速和超声速X试验飞机的研发建造,以图为带来变革。

从2016财年的6.4亿美元,2017财年资金上升为7.9亿美元,NASA制订了十年投入百亿美金的计划。在该计划的框架下,20年来用于航空器的科研资金首次突破十亿美元大关,2023年峰值将达到13亿美元。

图:静音低声爆型超声速公务机

增加的预算用于资助4-5型X试验飞机,验证集成NASA和业界伙伴积累的商业飞机技术,包括2015年完成的六年“环境友好航空项目”(Environmentally Responsible Aviation program)。

该项目中NASA投资了4亿美元,工业界投资了2.4亿美元。项目基本实现了验证目标,即相较目前在役的商用客机,用成熟技术消减最高50%的燃油消耗,75%的氮氧化合物排放,并在机场空域限制噪音。

NASA副局长申金元说,“支持更多的预算很大程度上取决于奥巴马的政策的优先级和NASA的策略,十年投资方案的组合优化是增加预算的前提。”

图:波音的X-48C小比例验证机,这种构型有可能被下一代客机采用

在十年计划中,NASA的“新航空地平线项目”将试飞50%比例的验证机,如静音型超声速飞机和极度高效亚声速飞机,和小比例验证机,如分布式电力推进飞机。

由于先期研究已由NASA和工业界执行,“我们认为X飞机的大小必须优化才能充分验证技术,如果机体太小则丧失了技术优越性。”申金元说,“NASA会积极寻求工业界寻求分担投资。”

NASA认为目前有两种构型的飞机较为成熟,可望于2016年进行初步设计评估。一型是超声速低声爆飞机LBFD(supersonic Low-Boom Flight Demonstrator),一型是翼身混合飞机HWB(Hybrid WingBody),这里包括波音主导的BWB(Blended Wing Body)。

“我们已掌握了静音型超声速飞机的关键技术,包括设计工具、风洞测试、民众噪音耐受度测量方法。”申金元说,“我们已经知道怎么设计一型低声爆超声速飞机,所有要做的事情就是实际建造一架X飞机加以验证。”

如果这架X飞机在飞越公众区域上空时,可以静音并优化声爆激波,从而让公众接受,“美国大陆将会允许超声速飞行,这将创造一个巨大的超声速飞行航空市场。”

图:D-8“双气泡”客机

LBFD和HWB之外,NASA还有一些候选亚声速构型,包括麻省理工学院/奥若拉飞行科技的“双气泡”D8和波音主导的“桁架支撑机翼”。

所有超声速和亚声速构型,NASA计划投入竞争并选择最终构型和适于验证的技术。超声速低声爆飞机和翼身混合飞机将用于验证空气动力学、结构、控制、机身推进一体化等技术。“双气泡”D8和“桁架支撑机翼”作为对比,用于验证关键技术,D8用于减阻边界层吸取,“桁架支撑机翼”用于验证低阻极高展弦比机翼。

图:波音的“桁架支撑机翼”极高展弦比客机

“出于技术成熟性考量,翼身混合X试验飞机可望于2017财年开始建造,之后的选型竞争将决定哪款成为第二型X飞机。”

小型试验机也将同步发展,用意大利泰克南P2006T轻型飞机为平台改装的“权杖”分布式电力推进飞机,将用于搜集制造X飞机的关键技术。

国会已经批准了NASA增加的用于航空研发的2015和2016财年预算,但新的预算等待审批通过。申金元说“我们需要展示,国家为什么需要在基础科研增加投资,可受何益。”


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