
水洞試驗中BWB布局尾部蛤殼式艙門打開狀態(tài)。

如果波音的BWB布局最終成為NASA的UEST1X驗證機(jī),普惠PW1200G很可能被選為動力。

在上蛤殼的貨艙門上,升降副翼是俯仰的主要控制面,其次是艙門打開時的減載裝置

波音不斷演進(jìn)的BWB設(shè)計方案的后機(jī)身被進(jìn)一步拉長以容納蛤殼式貨艙門以及更長的貨艙。
基于美國空軍對未來10年及以后的先進(jìn)空中機(jī)動和加油機(jī)概念的興趣,波音公司繼續(xù)深化翼身融合體(BWB)布局研究,詳細(xì)描述了其在全尺寸多用途軍用運(yùn)輸機(jī)上應(yīng)用的新特點(diǎn)。
波音最新的BWB概念顯示出重要的變化,一是機(jī)身尾部集成了蛤殼式貨艙門;二是對高升力裝置進(jìn)行了改進(jìn)。這兩個變化都是波音推動該布局在軍事領(lǐng)域應(yīng)用所做的努力。波音BWB首席工程師諾姆·普林森表示,“機(jī)身長度有所增加,發(fā)動機(jī)前后的位置都進(jìn)行了擴(kuò)展,這使得貨艙長度和尾部的斜坡長度增加。”
普林森在1月份于奧蘭多舉行的AIAA航空航天科技大會上披露了最新的BWB設(shè)計,并詳細(xì)介紹了該布局的細(xì)節(jié),他表示:“我們一直在關(guān)注BWB布局在軍用飛機(jī)上的應(yīng)用以及什么是可取的,但是并沒有明確的需求或要求。目前的構(gòu)型反映了波音公司的設(shè)想。”因此,最新的BWB構(gòu)型主要關(guān)注載荷艙的大小介于波音C-17和洛馬C-130之間。貨艙的寬度足以容納與C-17所載貨物類似的載荷。
為了進(jìn)一步增加BWB布局的軍事潛力,波音在研究不同尺寸的構(gòu)型。“我們目前不知道對BWB布局精確的尺寸需求,我們想證明BWB布局可以勝任美國空軍未來提出的任何尺寸需要,”普林森表示,“我們想確保該布局是可適應(yīng)未來任何的市場需要的。”
在波音開展BWB布局研究的同時,洛馬也在持續(xù)推動混合翼身(HWB)布局的研究。為了更好地執(zhí)行空運(yùn)/空投任務(wù),HWB布局結(jié)合了翼身融合的前機(jī)身和機(jī)翼以及傳統(tǒng)的后機(jī)身和尾翼的特點(diǎn)。HWB布局最初是在美國空軍研究實驗室(AFRL)的能源高效革命性布局(RCEE)項目下提出的,后來NASA給予了進(jìn)一步的研究支持,此前一系列的跨聲速和低速風(fēng)洞試驗已經(jīng)證明了其潛力。最近,洛馬還在研究能夠取代C-130的同級別的HWB布局運(yùn)輸機(jī)方案。
波音公司目前正在繼續(xù)完善去年一系列實驗后驗證的BWB布局。2017年,波音在加州亨廷頓海灘的試驗設(shè)施中對BWB布局進(jìn)行了一系列的水洞和其他測試。試驗結(jié)果顯示,位于尾部上下對稱的蛤殼式倉門開啟后,尾部流場足夠穩(wěn)定,可以滿足空投傘兵和貨物的要求。
蛤殼式艙門在上表面后部還集成了升降副翼,波音為這個特殊的設(shè)計申請了專利。升降副翼在此處的作用一是主要進(jìn)行俯仰控制實現(xiàn)短距起降;二是當(dāng)蛤殼式艙門打開后進(jìn)行載荷限制。
除了機(jī)身尾部的變化,波音對BWB布局的最新更改是前緣縫翼(增加了內(nèi)翼段前緣縫翼的長度)。普林森表示,“當(dāng)我們考慮增升裝置時,我們還研究了其他的概念。”波音先前曾指出,考慮過的增升裝置包括腹部安裝的襟翼概念,調(diào)整前緣和克魯格襟翼的空隙以改變起降時的襟翼偏角等。雖然還未見到任何有關(guān)高浮筒式起落架的圖片或模型,但波音認(rèn)為未來的運(yùn)輸機(jī)將在粗糙的機(jī)場條件下使用。
改進(jìn)BWB的高升力能力也符合波音公司的X-plane項目的目標(biāo)之一,這是去年NASA風(fēng)險降低合同的一部分。2017年,NASA售出三份合同,要求開展BWB布局(波音牽頭)、桁架支撐翼布局(波音牽頭)和D8雙氣泡布局(極光飛行科學(xué)公司牽頭,極光公司已被波音收購)作為超高效亞聲速技術(shù)驗證機(jī)(UEST計劃2020年后首飛)的風(fēng)險降低研究。NASA希望今年晚些時候發(fā)出UEST1的征詢建議書(RFP)草案,最終RFP將在2019財年發(fā)布。其目的是選擇兩個概念方案進(jìn)行初步設(shè)計評審,最終選擇一個方案建造UEST1X驗證機(jī)。UEST1X驗證機(jī)的首飛預(yù)計將在2020年代中期,第二架UEST2X驗證機(jī)將在5年后首飛。
波音推進(jìn)技術(shù)專家和X驗證機(jī)風(fēng)險降低合同負(fù)責(zé)人約翰·博尼特表示,“X驗證機(jī)主要關(guān)注4個方面,包括動力集成、結(jié)構(gòu)、高升力和控制。”動力集成主要關(guān)注如何更好地集成發(fā)動機(jī)實現(xiàn)靜音;結(jié)構(gòu)主要關(guān)注波音針對非圓形增壓客艙提出的“拉擠棒縫合高效組合結(jié)構(gòu)”(Prseus)概念,波音采用該技術(shù)制作了9米寬的中央翼盒,目前正在對該技術(shù)進(jìn)行深入研究,重點(diǎn)關(guān)注耐久性和損傷容限。
博尼特表示,為了有助于降低噪聲,“我們也想進(jìn)一步改善增升能力,因為更高的爬升角意味著更低的噪聲足印。”最后一個方面是關(guān)于控制模式和所需余度的問題,畢竟控制一架縮比的X-48B/C和安全地控制一架更大尺寸的BWB驗證機(jī)的要求還是不同的。最終的驗證機(jī)的比例可能是生產(chǎn)型的45%,發(fā)動機(jī)將會是目前三菱MRJ支線飛機(jī)采用的PW1200G的一種構(gòu)型。