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美NASA研新一代机翼提高飞行性能降低能耗(图)

2013-04-09 14:09:00 来源: 中国航空报 
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  试验中的两种方案

  为了帮助解决这个难题,NASA与诺斯罗普·格鲁门公司领导的一个小组合作,共同致力于研制一款用于层流机翼的先进高升力前缘系统,开发并测试两种方案,这两种方案可能会有助于解决这个难题,并且可能在2030年纳入未来客机设计飞行中。

  第一种方案是设计一款已经证明在飞行期间上具有一种规则、表面可传导层流的机翼段,但是,通常情况下,从前缘延伸的缝翼在起飞和降落期间不会提供高升力。反之,空气将会在机翼前缘周围高速流动,人为地产生高升力。喷气式发动机将会释放压缩空气,通过靠近机翼前端的小槽口把机翼内的压缩空气通过管道排放出去。

  飞机的前冲力造成机翼周围有空气流过,当这些气流与流过机翼的释放空气发生相互作用时,缝翼将会产生额外的升力,该过程被称为“主动流动控制”。机翼后边缘也利用“主动流动控制”,从而有可能不必再使用飞机上常见的机械结构复杂的开缝襟翼,而改为使用一种更简洁的铰接襟翼。

  兰利研究中心负责“先进高升力前缘研究”的NASA技术总监说:“让我们感到振奋的是:为了获得飞机起降所需的高升力,我们已经利用‘主动流动控制’技术取代活动缝翼和机械结构复杂的襟翼,并且,如果利用这项方法,有可能使飞机在飞行中保持稳定的层流。”

  第二种方案是:利用在飞行中目前相对具有良好层流的相同机翼段对机翼进行测试,通过使机翼的前缘下降(事实是通过前缘发生变形),检查机翼是否能够完美地改变形状。

  机翼的变形前缘将能够产生与缝翼相同的高升力作用。如同第一种方案所述,为进一步增强高升力的能力,第二种方案也考虑使用缝翼吹气。在机翼前侧的缝翼不使用面板,从而消除了缝翼收缩产生的间隙、台阶和接缝,另一方面,也确保获得层流所需的平滑翼面。

  第二种方案的机翼可以根据要求改变形状。这与飞机处于哪个飞行阶段有关,并且绝对不会损失起飞或者降落时具有的高升力优势,无紊流,飞行期间掠过机翼的气流能够使飞机节省燃料消耗。

  NASA与诺斯罗普·格鲁门合作的这些测试项目不在于实际开发或者测试实际变形技术,而这项技术正在由航空协会的其他成员进行具体研究。

  在利用诺斯罗普·格鲁门的风洞进行了一系列的测试之后,这两种方案经过了持续13个月的评估、开发和审核,于2012年落下帷幕。

  最终证明,这两种方案都非常理想,并且超出了所有预期表现,满足进行相关研究的所有要求,这意味着这项技术有非常乐观的前景,不仅在节能、减排、节支方面的优势已经不需赘言,而且在今后有着更广阔的利用空间。

[作者:高辰  编辑:]

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