優化設計新思路：飛機發動機一體化技術

寂靜天花板

業界一致認為，飛機和發動機各自進行優化設計的發展空間越來越小，必須開拓新的思路，打破二者之間的傳統界線，開發出系統級的飛機－發動機一體化方案。未來飛行翼上發動機布局
若將發動機安裝到機翼上面，可以利用發動機的尾噴氣流吹過機翼上表面和后緣襟翼以提高低速升力（即動力升力），同時發動機的尾噴流還可以延遲氣流分離，可將機翼上表面的激波向后推移以減少激波阻力。但問題是，發動機尾噴流流過機翼上表面時會有擦洗阻力(scrubbing drag)，于是設計人員研制出了一種將發動機通過支架置于機翼上方的布局，又稱作翼上發動機布局，使飛機在巡航飛行時發動機的尾噴流不觸及機翼，而在起飛降落的大迎角飛行階段利用柯達效應將尾噴流吸到機翼上表面，同時還可以屏蔽發動機向下的噪聲。
) j! `5 V& i4 P9 E
' o) d" m9 D; ?未來飛行過機翼發動機布局上述的布局是將發動機置于機翼的上方，但基本還都在機翼的附近，而日本本田飛機公司即將投入使用的“本田噴氣”輕型公務機，卻將發動機用支架置于機翼的后方，又被稱作“過機翼發動機”（OTWEM）布局。
0 \# s$ Y1 a! {2 Z美國航空航天局（NASA）和麻省理工學院（MIT）針對N+3代民用飛機，聯合研制了一種稱為D8的180座飛機，采用了獨特的雙氣泡機身，相當于將兩個普通的圓型機身并排地融合在一起，并將兩臺超高涵道比渦扇發動機并排安裝在扁平化的機尾上，發動機可有效地吸入機體表面的低速邊界層，所以又稱為“邊界層吸入”（BLI）布局。
未來飛行PFC-BLI布局
$ o9 R5 I# D: f2 N2 W! [% b德國研究機構包豪斯航空研究院在歐盟資助下，一直在研究一種“推進機身概念”（PFC），參與研究的還有空中客車集團的創新工廠、ONERA和俄羅斯中央發動機研究院（CIAM），據稱研究工作已于今年1月完成。
5 [8 x! O( o3 r9 K* B1 g) ^, LPFC是另一種BLI布局，采用三發設計，其中兩臺發動機仍按常規吊掛在機翼下方，而第三臺發動機裝在機身尾部的內部，所謂的第三臺發動機實際上是一個由齒輪驅動4m直徑的風扇，風扇運轉時會通過風扇前的一個0.5m高的環形進氣道吸取邊界層，本身也會產生一些推力。未來飛行海鷗機翼布局ONERA的NOVA計劃中的另一個方案是仍然采用機翼翼吊發動機布局，機翼的展弦比將達到13，但將內段機翼設計有一個12°的上反角，內側機翼設計有一個5°的下反角，形成一種所謂海鷗機翼，從而能在不加長起落架的前提下吊掛尺寸更大的發動機，同時又減少了翼身之間的干擾阻力，而海鷗機翼還能減弱翼梢渦而減小了誘導阻力。
眾所周知，采用大展弦比的機翼可以增加機翼的升力，同時減小機翼的升致阻力，從而大大提高飛機的飛行效率，特別是能節省燃料和減少排放，由于機翼的氣動彈性和空氣動力載荷的耦合會引起顫振問題，限制了機翼的翼展。解決這個問題的一種簡捷有效的方法就是在每側機翼下面增加一根支撐撐桿，稱作TBW機翼，用以增加機翼的剛性，從而有效地提高了機翼發生顫振的裕度。

7 H4 U8 Q! M* b; K  s: R+ g

5 J& \) a( c4 B- B$ e

陳云奇哥

學習了