波音公布跨音速桁架支撑翼研究 新机翼结构可实现飞机燃油消耗减10%

据英国《飞行国际》报道,波音公司对商用飞机设计进行了调整,采用跨声速桁架支撑翼(TTBW)技术,这种构型可以为未来的商用飞机节省大量燃油消耗。波音公司多年来一直致力于桁架支撑翼的研究,这种机翼的气动效率得益于更高的展弦比。波音公司表示,与此前设计相比,新型跨声速桁架支撑翼飞机可以飞的更高、更快,将巡航速度马赫数从0.70-0.75提高到0.8。波音公司跨声速桁架支撑翼项目经理尼尔·哈里森(Neal Harrison)表示:任何尺寸的飞机都可以采用桁架支撑翼,新的设计更符合当前的航空旅行。他还透露,该项技术计划在2030-2035年期间投入使用。

波音公司通过调整桁架和机翼后掠角实现性能改进。据估计,与传统的悬臂式机翼相比,这种机翼可以使飞机的燃油消耗减少8-10%。波音公司于1月8日公布了采用这种桁架支撑翼的窄体飞机的设计细节和计算机图像。波音公司的设计包含两端之间距离长度为170英尺(52m)的折叠机翼,机翼位于机身上方,由两个主柱和两个较小的辅柱组成。

工程师们几十年来一直致力于完善这项技术。机翼加长将具有更高的展弦比,并转化为更高的效率。但机翼的加长会受到摇晃和颤振的影响,其中颤振是高展弦比设计需要考虑的主要因素。而桁架支撑翼可以缓解这种风险,基本上可以把机翼展弦比放大一倍,由此减小诱导阻力,从而改善飞机的性能。

据波音公司网站2017年的一篇文章显示,波音公司的这项研究源于十年前开展的提高飞机效率方法研究,包括通过替代燃料、空气动力学改进和电源等手段。波音公司随后获得资金支持,使该项研究成为美国NASA亚音速超绿色飞机研究(SUGAR)计划的一部分。该计划旨在开发新技术,使飞机的燃油消耗减少到70%。根据NASA计划概述,工程师们评估了桁架支撑翼的展弦比可高达27。不同的资料显示,相比与目前窄体客机的展弦比仅为8-10。

 尽管开发轻型桁架机翼具有巨大的工程挑战,包括空气动力学和结构等方面,但波音认为离成功仅有一步之遥,与传统的机翼相比这种改变将具有重大意义。目前来看,波音该项目尽管已经完成了一些风洞测试,但仍处于研究阶段。