从超声速飞行到城市空运未来飞行器设计逐步成为现实|微动态

Overture(“序曲”)超声速飞机概念图。


(资料图)

VoleCity电动垂直起降飞机。

VoleDorone电动垂直起降飞机。

VoleRegion电动垂直起降飞机。

X-59超声速飞机概念图。

XB-1“Baby-Boom”高速飞机缩比验证机。

百合公司的“凤凰2号”电动垂直起降飞机。

泽瓦航空的“零”电动垂直起降飞机。

中国航空报讯:2022年,未来民用飞行器在技术开发和商业研究方面取得重要进展。  

超声速领域,NASA已做好准备,将对其Quesst(安静超声速技术)计划所开发的X-59超声速验证机展开测试。在2021年完成组装后,X-59于2022年1~4月在洛马公司位于德克萨斯州沃思堡的工厂进行了地面测试,完成了迈向其首次飞行前的另一个重要里程碑。7月在洛马臭鼬工厂完成了低速风洞测试,该测试为校准CFD预测结果提供了数据,并推动了X-59飞控系统的研发。X-59的首次飞行计划于2023年初进行。

商业化方面,Boom公司正在对其“序曲”超声速飞机进行商业化改进。该公司在去年7月披露了更新的“序曲”设计方案,并宣布与美国空军和诺格公司建立伙伴关系。去年8月,美国航空公司宣布了20架“序曲”的购买协议和初始定金。该飞机采用下置式四台发动机(Boom公司专门开发的“交响曲”发动机,能源为可持续航空燃料)、鸥翼(也称为普拉斯基机翼,在机翼内部朝向翼根具有显着的弯曲,使气流更顺畅地流过飞机以减小阻力)、净零碳排放设计,最高速度为1.7马赫数。此外,Boom公司于去年6月完成了该飞机的地面振动测试,8月完成了“高机头测试”(即在起飞降落时机鼻向上的姿态),推动了其XB-1高速飞行验证机“Baby Boom”(Boom公司的1:3超声速缩比验证机)的首飞。“序曲”和X-59的一个共同设计特点是,大后掠机翼布局和光滑机身,飞行员需要的合成视景来安全地驾驶飞机。

城市空运领域,不断发展的电动垂直起降(eVTOL)飞行器行业正在开发各种有趣的设计方法,以满足未来城市空中交通的目标。总部位于德国的Volocopter公司的VoloRegion飞机,结合了固定翼设计和两个推进风扇以及六个电力驱动的垂直升降旋翼,于去年5月进行了首次飞行。随着这一目标的达成,该公司的三架eVTOL飞机(VoloRegion、VoloCity和VoloDrone)都进入了开发的飞行测试阶段。VoloRegion的设计飞行距离为96千米,最高时速为249千米。  

在慕尼黑,德国百合(Lilium)公司于5月宣布,其“凤凰2号”(Phoenix 2)验证机完成了主翼的技术过渡,验证了从悬停到翼载飞行的能力。这一技术过渡是倾转机翼、涵道电动矢量推力概念能够成功的核心。2022年早些时候,百合公司首先在西班牙开始了“凤凰2号”的飞行测试。  

美国泽瓦航空(Zeva Aero)的“零”(ZERO)展示了第三种独特的eVTOL设计方法,它采用了一个飞翼机身和八个电动机驱动的旋翼。ZERO于1月在华盛顿州皮尔斯县以这种配置完成了其首次无系留飞行。这次飞行测试是获得美国联邦航空局适航认证的一系列测试中的第一次。

此外,位于弗吉尼亚州的NASA兰利研究中心的工程师们2022年完成了LOFTID(充气式减速器的低地轨道飞行测试)的设计和地面测试。该飞行器于11月作为“联合发射联盟阿特拉斯五号”上的辅助有效载荷发射,并创新性地解决了几个技术难点。这种高超声速充气空气动力减速器可以部署到比运载火箭整流罩大得多的直径内(译者注:目前的刚性外壳受到火箭护罩尺寸的限制,以至于目的地的大气层无法提供足够阻力以减速),从而使NASA的各种拟议任务顺利到达(有大气层的)目的地,包括火星、金星和土星的卫星泰坦,以及一种使航天器返回地球的新技术。LOFTID的大型可展开气囊——一个由柔性隔热罩保护的充气结构——在穿越大气层时充当一个巨大的制动器,能够在密度低于地球的大气层中运送更重的有效载荷。

NASA的LOFTID飞行试验于2022年11月10日启动,以展示充气隔热罩技术。在阿特拉斯五号火箭上发射后,LOFTID作为与极地轨道气象卫星联合极地卫星系统-2(JPSS-2)的次要有效载荷充气并部署在太空中。JPSS-2进入轨道后,LOFTID被置于低地球轨道的再入轨道上,重新进入地球大气层,并在太平洋上溅起水花。该飞行试验证明了该技术的可行性。

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来源:中国航空报
编辑:GY653

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