西北工業大學航空學院教授、翼身融合佈局民機研究團隊原負責人張彬乾介紹NPU- 300。(記者李陽波 攝)
【文匯網訊】(香港文匯網記者 李陽波 西安報道)在很多科幻電影中，來自外星文明的飛行器往往都擁有渾然一體的完美流線型，而這也成為很多航空迷腦海中「未來飛機」最基本的雛形。10月24日，西北工業大學「翼身融合佈局民機研究團隊」在西安發佈「未來大飛機」最新研發成果，歷經十餘年潛心研究，該團隊在翼身融合佈局民機總體綜合設計技術方面取得重大原創性研究成果，其部分核心技術指標達到國際領先水平。而根據該研究成果設計的NPU- 300飛機，與現有最先進的民航飛機相比，將降低油耗和噪音達30%左右，運力顯著提高。據悉，目前，翼身融合民機的一些主要關鍵技術已經系統開展了地面試驗驗證，NPU- 300即將進入關鍵技術的集成驗證和試飛驗證階段。
中國翼身融合佈局部分核心技術國際領先
據介紹，在航空領域，機翼、機身融為一體的飛機，被稱為翼身融合佈局(簡稱BWB)。西北工業大學航空學院飛行器佈局設計研究所常務副所長桑為民教授指出，這種極具流線感的外形設計，讓該型飛機在空氣中具有傳統飛機所不能企及的飛行性能，其氣動效率高、結構重量輕、裝載空間大，不但節能環保，還能有效降低噪音和發動機有害氣體排放。世界民航組織、美國聯邦航空管理局、歐洲航空安全局均認為，翼身融合佈局民機是有望實現未來綠色航空「經濟、環保、舒適、安全」要求的民機革命性技術之一。正因如此，翼身融合佈局民機的設計技術，多年來也成為國際航空界爭相研究的領域。
據悉，在過去的10餘年時間裡，以西北工業大學為核心的內地翼身融合佈局民機研究團隊，彙集了航空院所、相關高校的優勢力量，圍繞翼身融合佈局民機發展的核心技術挑戰，攻克了一個個技術難關。
「雖然我們起步晚，但我們集中了中國大飛機技術研究的主要力量，堅持自主創新，目前的整體技術和成果與歐美比起來一點都不遜色。」在當日的媒體說明會上，西北工業大學航空學院教授、翼身融合佈局民機研究團隊原負責人張彬乾表示，從民用航空的發展趨勢來看，傳統的筒身-機翼構型飛機由於佈局的局限，升阻比(飛機飛行時升力與阻力之比)無法繼續有質的提升，導致其油耗、噪聲、排放等環保指標無法進一步降低，不能滿足日益增長的節能、降噪、減排等發展需求。「而翼身融合民機就不同了。一方面，這種設計氣動效率高，有效降低油耗30%左右，相應飛行成本也會降低;其次，飛機機艙空間更為寬敞，不僅運力顯著提高，同時也會給乘客帶來更多的舒適感;第三，這種機型還能有效降低噪音和發動機有害氣體排放，從環保和乘客的體驗都較傳統飛機有較大改進。」
NPU- 300(模型)流線型的寬扁機身猶如一隻藍鯨。(記者李陽波 攝)
NPU- 300將進入縮比無人機飛行驗證階段
記者在發佈會現場看到，依托翼身融合佈局民機技術設計的NPU- 300飛機模型，其機身和機翼融為一體，發動機置於機背，尾翼縮小， 「背部」平整光滑， 「腹部」(機艙)微微向下鼓起，流線型的寬扁機身猶如一隻藍鯨。
據西北工業大學力學與土木學院院長、翼身融合佈局民機研究團隊負責人李棟教授介紹，NPU-300概念方案基本解決了應用可行性問題。首先，經氣動數值模擬和風洞試驗、應急疏散仿真、飛行模擬仿真等驗證表明，該方案不僅具有優異的高速巡航性能，起降性能顯著提高;其次，機身兩側均勻佈置了8個艙門，很好地滿足了90秒黃金逃生標準要求;第三，客艙更少的每排座位設計使之具有良好的乘坐舒適性。
李棟表示，正是因為這種翼身一體的獨特設計，NPU-300還具有強大的裝載能力，設計載客300名或載重40噸，航程13000公里。「根據國內外同類型飛機公開的數據來看，我們的NPU-300在諸多性能上，是有較明顯優勢的。整體性能達到了國際先進水平，部分指標處於領先地位。」
而對於這個孕育了十幾年的「寶貝」，研究團隊認為：「從研究結果看，該款概念方案已初步滿足了新一代民機經濟性、環保性、舒適性、安全性的要求，比目前的筒體-機翼構型飛機具有質的飛躍。」接下來，翼身融合佈局民機關鍵設計技術的集成與飛行驗證工作將進一步展開，研究團隊將結合西工大在無人機研究領域的技術優勢，加速開展NPU-300縮比無人機飛行驗證。
15年左右有望投入民機應用
據介紹，新一代翼身融合佈局民機技術，是世界民用航空的潛在未來，推進該技術發展將有可能使我國在民用大飛機領域實現跨越發展，成為技術的領跑者和標準的制定者，並帶動相關一系列科技產業的發展，提升我國在未來民機市場的核心競爭力。
對於中國翼身融合佈局應用前景，李棟教授表示，團隊預計用15年左右的時間，分步實施，從較小尺寸的無人機試飛到大尺寸的無人機飛行驗證，加速推動翼身融合民機技術的進一步成熟，期望通過關鍵技術的集成驗證，促進翼身融合民機從概念方案和關鍵技術研究向型號預研的轉變，以期盡快為國家大型民用飛機發展服務。而張彬乾教授亦表示，一款大飛機從概念提出到市場化應用，是一個漫長的過程，需要幾十年、幾代人的接力奮鬥。「歐美提出2030年翼身融合佈局投入應用，我們也希望能與歐美同步。」
責任編輯：滅白