航空科技新闻三则

晨枫

1、波音SUGAR FREEZE

SUGAR是NASA的N+4研究，计划要到2040-45才实用化。这是波音的SUGAR，subsonic ultra green aircraft research，采用braced wing，这是为加强超大展弦比机翼用的。超大展弦比机翼的升阻比特别高，所以滑翔机通常使用这种特别细长的机翼。但细长机翼的刚性很难保证，作为大型飞机的机翼尤其困难。在机翼下采用支架（brace）可以增强刚性，代价是重量和阻力，但看来还是合算的。

+ I5 M* m; U6 d, w
) O- R$ N! s) h* _+ U8 O) [这是早期版，但是用桨扇发动机（UDR，unducted rotor），不知道怎么解决噪声问题
4 e/ L, m- A6 I
# I9 P0 m/ p. ]- r/ w( Z4 B
这个是升级版，注意尾巴上那个风扇，这东西是用来把机体表面呆滞的附面层吸走，re-energize后再排出，可以减阻
' C1 Q) f* K% X9 w! U) n
4 Z7 O1 Z8 f* W: ?  `# j: `5 z& H
最新版本采用液态天然气，机头和机尾的两个罐子就是装载液态天然气的。美国的石油资源到底有多少可以争论，但美国的天然气资源是大大的，这是没有疑问的。加上加拿大的天然气资源，保证未来上百年的能源都没有问题，采用天然气动力有重大的意义。另外，液态天然气技术也为未来采用液氢铺路，这是环保内燃机/外燃机的根本出路。
& T' t' _1 D8 z) ^$ L. a: H6 Q
+ M' k" y6 V! a7 b! H5 N( ^超大展弦比机翼加上液态天然气，其中的吸引力不言而喻，但技术风险也非常大。液态天然气在迫降中的防爆太难解决了，另外机场的全套燃料设施都要改。
, k% @9 u% N* X" w3 v& T' u
2、超音速双翼机

双翼机是和低速、陈旧联系在一起的，二战之后，除了通用航空和运动航空，就不再有双翼机的市场了，但超音速双翼机是怎么回事呢？发明后掠翼的Adolf Busemann在30年代就提出超音速双翼机的概念，利用上下机翼之间的激波互相抵消来降低波导阻力。激波也是波动，是波动就可以反相对消。波导阻力和翼展的平方成正比，把单翼机改成双翼机，波导阻力降低，加上激波对消，阻力进一步降低。天才的思维真是不可思议啊！现在这个概念又回来了，瞧瞧这个：
; I6 D+ l3 _  ~6 H4 i

( f8 o) m* d* M+ v& j



+ J* {5 |7 {6 b0 q5 ]7 |- O; ?2 k
只能说，太丑了。这东西看来只有长时间超音速巡航才有意义，看会不会有人把这用于超音速巡航导弹？

3、沟形翼
* f" Q4 o2 o0 a1 U1 y' Z. ]

Northrop Grumman在研究NASA N+3未来客机的时候（要求以B737-800为基准，降低油耗70%，NOx降低75%，机场噪声降低71dB，在2030-2035年达到实用），研究了一大堆特异气动外形，上面三个可以想象出好处来，但中间这个沟形翼（channel wing）太奇怪了。这是20年代就提出的老概念，用这个半桶作为加速上翼面空气的流道，也就是说，限制气流前后流动，阻止横向流动造成的升力损失，所以可以大大增升。失速速度可以低到20公里/小时以下，理论上可以实现垂直起落。不过沟形翼阻力较大，制造也复杂。重要的是，万一一台发动机故障，那不光是失去推力的问题，还要失去升力，这就死定了。左下的“飞行板砖”也很蛋疼。


沟形翼实际飞起来过


3 s6 H5 _6 o# K7 R6 w9 |! i$ F看到对屏蔽发动机噪声也会很有效

0 w. }; ?. S! n5 o' Y: ?

橡树村

CNG的安全代价太大了，感觉有些吓人。储氢上天的可能性更低。

晨枫

橡树村 发表于 2012-3-25 12:10
; ^: O9 B! B2 h6 U0 U" e4 K; qCNG的安全代价太大了，感觉有些吓人。储氢上天的可能性更低。

# F5 A7 E! s" I6 L$ r/ }所以说还是长远未来的技术。但要是能过安全关，潜力太大了。

橡树村

晨枫 发表于 2012-3-26 02:13
( h  H& N6 i1 D3 o, @! P3 ?9 }所以说还是长远未来的技术。但要是能过安全关，潜力太大了。

你文字里说的是液化天然气和液氢，这个需要低温，难度更大。燃料的能量密度也是个问题。
2 K- g* Y9 p1 i# r# Q
新加的内容有意思。我现在发现，一些差不多一百年前的概念，当时因为各种各样的原因被淘汰，现在随着材料和控制水平的提高，还是可以拿回来的。我们现在重新看一些已经定型的反应器设计，感觉一些古老的概念还真能回来。飞机设计看起来也差不多。

那个年代人们的想象力实在太丰富了。

晨枫

橡树村 发表于 2012-3-25 12:21
你文字里说的是液化天然气和液氢，这个需要低温，难度更大。燃料的能量密度也是个问题。
0 c' P, k; i, }0 \% e$ K" y
- A5 ^$ j0 ^4 [! e新加的内容有意 ...

6 G* e5 C7 b+ q现代人抽象思辨的能力退化了。一方面，抽象思辨需要能静下心来，现代人没有这个时间，要应付上司，要伺候LD，还要自己享乐一下，哪里有时间苦思冥想呢？另一方面是计算机发达了，实际实验条件也发达了，想不明白就试，试出来了也就不用想了。这和现代人数学功底普遍下降有关联的，数学就是抽象思辨。现代社会受过高等教育的人比100年前多得太多，但这样的精巧思维是少了，而不是多了。或许以后这样的精巧思维会越来越稀罕了。

燕庐敕

晨枫 发表于 2012-3-26 05:15
' l1 t9 R, ^! a! ?  Z现代人抽象思辨的能力退化了。一方面，抽象思辨需要能静下心来，现代人没有这个时间，要应付上司，要伺候 ...

社会浮躁了，广东尤甚。

猫元帅

第一个那种飞机，是不是速度损失会很大？以后的客机，估计还是要解决跨洋飞行的速度问题。

晨枫

猫元帅 发表于 2012-3-25 19:32
/ Q. M; S8 b4 ~) t+ P  e+ q" A第一个那种飞机，是不是速度损失会很大？以后的客机，估计还是要解决跨洋飞行的速度问题。 ...

7 q1 D/ U. J" U! ?+ w. N速度会跌下来一些，但不知道会损失多少。越洋飞行需要考虑速度，但机票省下来一半（燃油是运营费用的大头），还是会有吸引力的。

不爱吱声

4 e8 F, G& Y1 a
9 }$ w% d" k& R5 p0 }' ]$ p超大翼展对机翼的材料和结构设计是个极大的考验

晨枫

不爱吱声 发表于 2012-3-25 20:39
- S) ~; ]9 I1 Z1 }* w" I. [9 p超大翼展对机翼的材料和结构设计是个极大的考验

& J) r% y, |9 R7 F7 _( \这只是考验的一半，另一半是那两个液态气罐子，又要结实、密封，又要轻，不容易。

机器猫

晨枫 发表于 2012-3-26 10:31
速度会跌下来一些，但不知道会损失多少。越洋飞行需要考虑速度，但机票省下来一半（燃油是运营费用的大头 ...

感觉越洋飞行速度还是挺重要的，主要是本来时间已经太长了让人很累。反倒是支线航线，飞２小时跟飞３小时区别也不大。

机器猫

那个沟形的机翼就不能滑翔了么？

晨枫

机器猫 发表于 2012-3-26 11:30
/ m3 e0 i  \, P# C; ~! @- k那个沟形的机翼就不能滑翔了么？

能够滑翔，但本来是用动力增升的，动力消失了，增升没有了，升力就会严重不足。

MacArthur

沟型翼为何不做成全翼尺寸的沟？还要保留一半以上的翼展长度为普通平直翼？

晨枫

MacArthur 发表于 2012-3-26 21:03
9 Q- Z- O1 H9 Z- f+ Q' G! b: {" W沟型翼为何不做成全翼尺寸的沟？还要保留一半以上的翼展长度为普通平直翼？ ...

/ ?8 _9 A9 I1 C3 M还是需要一段平直的机翼，好安装襟翼、副翼什么的。另外，有一段普通机翼，还保留一点点滑翔能力。

MacArthur

晨枫 发表于 2012-3-26 22:06
) \3 q% s( v" L5 Q! E& Z  h3 ]还是需要一段平直的机翼，好安装襟翼、副翼什么的。另外，有一段普通机翼，还保留一点点滑翔能力。 ...

哪为啥不做成翼根平直、翼梢卷起的形状？反正一样可以限制翼向气流哦。。。

晨枫

MacArthur 发表于 2012-3-26 21:20
4 ]) D2 V! u5 e2 U1 W9 y- H哪为啥不做成翼根平直、翼梢卷起的形状？反正一样可以限制翼向气流哦。。。  ...

8 z. M- |4 w8 R2 n5 h" [  F9 C4 r5 A升力产生部位最好靠近翼根，这样翼根应力较小。

爱思伯爵

学习了。谢谢！