美國《航空周刊》網(wǎng)站2016年1月29日刊文稱,在國會連續(xù)兩年批準(zhǔn)為NASA吃緊的航空研究預(yù)算增加額度后,2017年NASA或?qū)⒂袡C會進行近年來的第一次大尺寸飛行驗證計劃。那么有哪些驗證機可能入選呢?盡管超聲速低聲爆驗證機是目前最成熟的概念,但NASA還有一些潛在的候選方案可能會受到國會和潛在合作伙伴的支持,比如美國空軍研究實驗室(AFRL)正在研究類似翼身融合體的未來運輸機概念。
在國會的批準(zhǔn)下,NASA2015和2016財年預(yù)算分別增加了1億和7000萬美元,NASA的領(lǐng)導(dǎo)人希望未來的民用航空年度預(yù)算可以保持在6.5億美元以上的水平。他們認(rèn)為,如果保持在這種投資水平,NASA將可以實施有人或可選有人駕駛X系列商用飛機驗證機計劃。
過去幾年來,NASA一直希望啟動超聲速低聲爆驗證機計劃,持續(xù)開展的計算、風(fēng)洞試驗和代理飛行試驗已經(jīng)完成,具備了開展大尺寸飛行驗證的基本條件,以驗證公眾對低聲爆設(shè)計的接受度。FAA和其它管理機構(gòu)也已經(jīng)明確表示,如果要解除超聲速民用跨大陸上空飛行的禁令,必須進行相關(guān)的大尺寸飛行驗證。
NASA可能開展的大尺寸飛行驗證項目包括:超聲速低聲爆驗證機(波音和洛馬投標(biāo))、混合翼身布局驗證機(洛馬研制,AFRL和NASA資助)、D8雙氣泡布局驗證機(麻省理工、極光飛行科學(xué)公司等研制,NASA和FAA資助)、波音的BWB布局驗證機(波音提議對X-48C進行改進和復(fù)飛)、波音的翼柱支撐布局驗證機(正在進行高速風(fēng)洞試驗)。
2015年9月,波音和洛馬分別完成了各自的超聲速低聲爆驗證機方案的改進和優(yōu)化,兩家公司已于2015年12月收到了NASA的建議書征詢通知。NASA將開始驗證機的初步設(shè)計評審。
關(guān)于超聲速驗證機需要考慮的一個問題是國會的支持。因為雖然最終目標(biāo)是研制出高速民航客機,但是最開始的受益者可能是公務(wù)機,這一較小的領(lǐng)域是否會受到國會關(guān)注存在一定的不確定性。但是,考慮到空客已經(jīng)開始同美國Aerion公司合作開發(fā)超聲速公務(wù)機,這也許會對美國國會的決定產(chǎn)生一定的影響。
NASA目前在亞聲速飛行驗證機方面還有幾個選擇,但是這些方案的進展程度都不如超聲速驗證機。其中包括,D8雙氣泡客機、洛馬混合翼身布局運輸機(HWB)、波音BWB布局客機和翼柱支撐布局客機。
洛馬公司在AFRL的資助下研究了HWB布局運輸機,并且已經(jīng)獲得NASA的合同研究該布局飛機的商用版本。HWB布局具有翼身融合體的高氣動和結(jié)構(gòu)效率,同時采用了傳統(tǒng)大型飛機的尾部設(shè)計,實現(xiàn)了與現(xiàn)有空運、空投任務(wù)的相容(翼身融合體的大航程特性以及傳統(tǒng)尾部舵面對飛行中重心的魯棒性控制能力,雖然尾部會帶來一定的阻力增加,但是可以由發(fā)動機-機體集成帶來的氣動收益補償)。HWB布局運輸機的設(shè)計指標(biāo)為,既能裝運目前C-5運輸機所能裝載的所有大型貨物,又比波音C-17燃油消耗量降低70%。
由于HWB布局在軍用運輸/加油、商用貨運方面的巨大發(fā)展?jié)摿Γ凸I(yè)界可能會產(chǎn)生濃厚的興趣并給予大力的支持。據(jù)NASA內(nèi)部知情人士透露,軍/民用HWB布局驗證機很可能會成為NASA大尺寸飛行驗證項目之一。
目前,AFRL正在位于佐治亞州瑪麗埃塔的洛馬低速風(fēng)洞中進行4%縮比的HWB試驗。試驗?zāi)P筒捎昧穗姍C驅(qū)動的涵道風(fēng)扇研究低速條件下的動力增升效果。在2月初完成風(fēng)洞試驗后,洛馬將進行不同重量模型的無人機飛行測試以降低大尺寸飛行驗證前的風(fēng)險。
極光飛行科學(xué)公司和麻省理工學(xué)院在FAA的“持續(xù)低能耗、低排放、低噪聲(Cleen 2)”項目中研制了D8雙氣泡布局窄體客機,通過采用多種先進技術(shù)可以實現(xiàn)相比波音737-800降低71%的燃油消耗。這些技術(shù)包括可產(chǎn)生層流和高升力的寬大機身、小掠角機翼以及能夠利用邊界層抽吸的發(fā)動機和機體集成技術(shù)。普·惠公司也針對D8布局提出了創(chuàng)新的“反向傾斜安裝齒輪傳動”渦扇發(fā)動機概念,解決了該布局的大尺寸發(fā)動機和機體集成問題。
派士飛機公司退休工程師、曾參與PC-24噴氣公務(wù)機設(shè)計的奧利弗·梅斯菲爾德目前正在幫助設(shè)計D8布局驗證機。梅斯菲爾德先前還領(lǐng)導(dǎo)了PC-12單發(fā)渦槳飛機和日蝕550輕型噴氣公務(wù)機的設(shè)計工作。前波音商用飛機公司CEO吉姆·阿爾博也建議極光飛行科學(xué)公司同更多的商用飛機制造商建立聯(lián)系。