時間：2017-12-22 09:55來源：中國航空網(wǎng) 作者：中國航空
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“刀鋒”項目測試的是機翼自然層流的效果。自然層流轉(zhuǎn)捩，即沒有其他因素干擾時的層流轉(zhuǎn)捩，與之相對的是分離流轉(zhuǎn)捩和旁路轉(zhuǎn)捩，后兩者是通過改變翼型或通過引入其他流體改變原有的層流轉(zhuǎn)捩，典型的例子是通過機翼前緣吹氣或加裝擾流片改變機翼表面的流場狀態(tài)，從而實現(xiàn)增升減阻的效果。但與層流機翼設(shè)計相比，那些都是較為宏觀的設(shè)計優(yōu)化方案。
為什么采用兩種不同的層流機翼試驗段？眾所周知，為提升飛機在低速狀態(tài)下的升力表現(xiàn)，除了后緣襟翼，飛機還有前緣襟翼，這牽扯到復(fù)雜的作動結(jié)構(gòu)設(shè)計，同時，兩段蒙皮之間細小的縫隙也會對層流產(chǎn)生很大的影響�？湛驮谠缙诘睦碚撛囼炁c設(shè)計總結(jié)中也得知，機翼表面的曲線設(shè)計與光潔度等對層流效果影響巨大，需要在結(jié)構(gòu)設(shè)計與空氣動力學(xué)兩者之間尋求平衡點。這就是右側(cè)使用分離式前緣層流機翼的目的。
 清潔天空怎么做？
作為歐洲“清潔天空”計劃的項目之一，空客與其他合作伙伴計劃在2018年底完成“刀鋒”飛機的所有試飛工作，雖然該項目此前已有一些拖延。在計劃150個飛行小時的試飛中，試驗團隊將對層流機翼的原始數(shù)據(jù)進行分析和評估，同時結(jié)合地面模擬機，對飛機操縱品質(zhì)和飛行包線進行探索，特別是對低速狀態(tài)下的飛行性能進行拓展。
“清潔天空”是歐盟委員會在2007年6月提出的一項航空環(huán)保計劃，旨在通過改善飛機的燃油系統(tǒng)等舉措，降低飛機的噪聲和溫室氣體排放，減少航空運輸對環(huán)境的影響，從而建立一個具有創(chuàng)新力和競爭力的歐洲航空運輸體系。“清潔天空”計劃首批技術(shù)項目涉及6個領(lǐng)域中的72項研究課題，這6個領(lǐng)域包括綠色支線飛機、綠色旋翼飛機、綠色發(fā)動機、智能固定翼飛機、綠色運行系統(tǒng)和航空生態(tài)設(shè)計。層流機翼就屬于智能固定翼飛機領(lǐng)域。
 嫁接連接處的黑白條紋是用于觀測層流的反射背景。垂尾頂端可見鏡頭窗口。
“清潔天空”計劃從2007年起，已經(jīng)在2013年完成了第一階段的基礎(chǔ)理論研究與探索，2014年，預(yù)算總額高達40億歐元的第二階段正式實施，第二階段作為一個公私合作的項目，分別從業(yè)內(nèi)和歐盟獲得60%和40%的資金支持。
在第二階段的“清潔天空”計劃中，另一個十分受關(guān)注的課題是開式轉(zhuǎn)子發(fā)動機的研究。開式轉(zhuǎn)子發(fā)動機早在上世紀(jì)80年代就有成品問世，其中以通用電氣公司的GE36最為知名。開式轉(zhuǎn)子發(fā)動機比常規(guī)渦扇發(fā)動機節(jié)油20%~30%，但劣勢是噪聲巨大，因此目前僅有對噪聲水平要求較低的軍用運輸機安-70使用。在該計劃中，發(fā)動機制造商賽峰集團承擔(dān)起了開式轉(zhuǎn)子發(fā)動機的研究，并在2016年完成了大部分組件的制造工作。遺憾的是，今年8月，歐洲“清潔天空”發(fā)動機項目官員簡弗朗索瓦證實，歐盟已經(jīng)擱置由法國賽峰發(fā)動機公司研發(fā)的對旋開式轉(zhuǎn)子發(fā)動機演示機項目，這意味著未來商業(yè)上可用的開式轉(zhuǎn)子發(fā)動機可能還要等上幾十年，這對燃油節(jié)約概念的支持者是一個巨大的打擊。
 層流機翼后掠角減小，從反射效果看，其表面的光潔度明顯比原機高
作為航空運輸中重要的組成元素，綠色發(fā)動機項目的擱淺對清潔天空計劃第二階段定下的目標(biāo)肯定會有一定打擊，特別是二氧化碳排放量減少75%這類雄心勃勃的目標(biāo)。這還會使在整個計劃中起主導(dǎo)作用的空客公司，在第二階段中重點建立新型航空動力系統(tǒng)及其與飛機機體整合的研究平臺受到影響，這項工作的原計劃包括在一架A340飛機上安裝一臺開式轉(zhuǎn)子發(fā)動機進行測試，以及制造一架動力系統(tǒng)與飛機機身后部融合的驗證機。
飛行不易，安全、綠色的飛行更加困難。但是就有一群人，為了公眾的利益，為了子孫后代的利益，用智慧改變著我們生活的世界。A340嫁接機翼，嫁接的不僅是一塊層流機翼那么簡單，而是想通過每架飛機再減少5%的排放，帶給世界多一點清新與綠色。科學(xué)研究也從來不是一帆風(fēng)順，“刀鋒”計劃有拖延，開式轉(zhuǎn)子發(fā)動機項目擱淺，人們還需要面對很多，腳踏實地地做，讓嫁接的機翼早日在未來天空結(jié)出燦爛的果實。
   
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