科技生活| NASA波音研長薄機翼飛機 減低阻力增燃料效率30%

[星島綜合報道] 在美國太空總署(NASA)4.25億美元的現金注入下,波音公司將根據其跨音速桁架式機翼(Transonic Truss-Braced Wing, TTBW)的概念建造和測試一架全尺寸的客機,使用長而薄的支柱式機翼來增加升力和減少阻力,並減少30%的燃料燃燒。

當你像航空公司那樣燃燒大量的燃料時,一位數的燃料效率調整就會帶來巨大的節省。以瑞士航空公司在其12架波音777飛機上安裝的減阻薄膜為例,它的效率提高了1%,因此,僅12架飛機,瑞士預計每年將減少使用4800噸航空燃油,按現在的價格計算,每架飛機每年可節省近50萬美元。對於像美國航空公司(American Airlines)這樣的運營商來說,每年可以從1%的效率提升中獲得接近5億美元。

因此,你可以看到,一架比今天最好的單通道機器效率高30%的客機可能是大件事。我們第一次看到波音公司的 「桁架式機翼」(truss-braced wing)設計概念是在2010年,作為其設計的Subsonic Ultra Green Aircraft Research (SUGAR) VoltSUGAR Volt)概念的一部分,是美國太空總署(NASA)研究項目的一部分。

這個想法利用了更長、更細、高長寬比的機翼所帶來的更高的升力和更低的阻力,類似無動力滑翔機的那種。例如,波音公司在2016年測試的一個概念,其機翼比可比的標準飛機寬約50%

從結構上看,這種東西如果不進行加固,根本無法使用。因此,波音公司的設計將機翼懸掛在機身頂部,並用從飛機腹部上來的長桁架來支撐它們。這些也是精心設計的機翼,增加了額外的升力,以及強度和穩定性。

作為一個以大約0.700.75馬赫(519556英里/小時,835895公里/小時)巡航的亞音速概念,波音公司估計這些支撐翼客機可以比普通飛機少燃燒50%的燃料。2019年,該概念機被重新設計為在跨音速邊緣巡航,大約0.8馬赫(593英里/小時,955公里/小時),無論是因為增加了速度還是僅僅因為對空氣動力學有了更好的理解,波音公司已經收回了效率的說法。

「當與推進系統、材料和系統結構的預期進展相結合時,」波音公司的一份新聞稿中寫道,「與當今最高效的單通道飛機相比,採用TTBW配置的單通道飛機可以減少多達30%的燃料消耗和排放,具體取決於任務。」

在數碼建模和亞規模風洞測試方面已經有很長一段時間了,但NASA現在已經通過SFD空間法案協議授予波音公司4.25億美元的資金,將與來自波音公司和其他各種商業夥伴的約7.25億美元一起投入,以實際去製造這個東西,並使它得到適當的飛行測試。

NASA計劃在「2020年代末」完成跨音速桁架式機翼驗證機的測試,以便該項目所展示的技術和設計能夠為工業界關於下一代單通道飛機的決策提供參考,這些飛機可能在2030年代投入使用。

圖片:NASABoeing

T09

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