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极光飞行科学公司将评估NASA涡轮电推进客机概念方案
2017-11-06
[据美国航空周刊和空间技术网站2017年10月30日报道]由NASA开发的有希望成为首款涡轮电推进客机的未来高燃油效率客机概念方案“STARC-ABL(带后置附面层推进的单通道涡轮电推进飞机)”将接受来自极光飞行科学公司的综合外部评估。
NASA对假设将在2035年进入市场的“STARC-ABL”飞机进行了研究,结果表明,相比同等技术水平的传统飞机,前者可将油耗降低7-12%。这个概念方案最吸引人的地方是,它坚持了已经非常成熟的管状机身加机翼的总体构型,但同时又可获得诱人的节油收益,即便是在对电力系统效率保守估计的前提下也是如此。
“STARC-ABL”采用部分涡轮电推进架构,该机在机翼下方安装有两台涡扇发动机提供推力,同时这两台发动机还可以对安装于机身尾部的风扇提供电力,从而为飞机提供部分推力。尾部风扇对机身附面层的抽吸作用可为低能气流注入能量,还可获得减阻的收益。更小的阻力意味着可以减小动力需求,缩小翼下发动机的尺寸,抵消因电力系统、后置风扇和短舱带来的额外重量增加。
NASA的分析是基于采用环形进气口的3500马力全电后置风扇,该风扇能够对附面层46%的气体进行抽吸,可以恢复机身尾迹72%的动量损失;分析过程中还假设了电力系统效率约为90%。
极光飞行科学公司(前不久被波音收购)此前已经在其D8双气泡机身先进客机布局中研究了附面层抽吸(BLI)技术。D8布局最初由麻省理工提出,目前是NASA重点关注的未来亚声速X验证机5个方案之一(其他4个分别是洛马的HWB,波音的BWB和桁架支撑翼,以及Dzyne公司的支线BWB)。
D8方案对BLI技术的利用更加深入,据估计相比150-180座级的现役客机,采用该布局可以使油耗降低50%。虽然D8采用的是涡扇动力,但是与传统发动机布置不同,该机两台发动机位于尾部紧邻布置,安全风险高于“STARC-ABL”。
目前,在NASA电推进飞机研究项目下,“STARC-ABL”方案作为喷气支线或者单通道干线客机X验证机方案正在被审查。NASA计划2025年左右试飞该验证机,用于验证2035年左右服役的单通道客机的关键技术。(中国航空工业发展研究中心 王元元)

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