翼身融合技術已經在軍事領域非常普及為什麼在民用領域 包括民航客機、螺旋槳飛機身上遲遲沒有得到推廣?


樓上分析的很全面了,補充兩點:

第一是縱向配平的問題,翼身融合布局中央機身出於布置乘客的需要,基本是無尾布局,難以滿足縱向穩定性(或迎角穩定性)要求。這對戰鬥機而言可能沒什麼,大不了在機身後面布置一些操縱舵面(如本圖所示),而對於民航飛機,機身後面是要考慮裝載和增升裝置的,沒有那麼大的空間布置縱向配平舵面。

第二是乘客、系統和貨物都存放在升力部件內部,尤其是中央機體需要更大的空間以裝載更多的乘客,甚至還是上下分層,這樣就造成中央體的厚度非常大(超過17%),這樣會造成激波強度遠高於常規布局,阻力的增加會到不可忍受的地步。而如果是常規布局,圓柱形機身隨著長細比的增加激波阻力是降低的,機身波阻基本可以忽略。


在回答這個問題之前,我說一說翼身融合技術到底是怎麼定義的,有什麼作用。所謂翼身融合技術,就是飛機為了減小機翼和機身之間的氣動藕合效應產生的干擾阻力,而將機翼和機身之間做成平滑過渡的技術。這種技術要求從機翼的小截面積到機身的大截面積中間沒有面積的突變。所以從外形看上去,機翼和機身融為一體。

現在我們來討論,為什麼這種技術對於作戰飛機可行,但是對民航機不可行。我們知道,戰鬥機的機身並不會比機翼的截面積大出太多,因為戰鬥機一般都有超音速飛行的要求,為了克服波阻,戰機的設計遵守面積律,儘可能地使機身的軸向面積分布平順一些,這樣一來,戰機的機身面積不大,尤其是到了翼身融合的部分,有蜂腰的設計,機身的面積會收縮,這樣子實現翼身融合可以很好的減小干擾阻力也不用賠付太多的冗餘質量,更加不會增加正對面積。可以說這個是一舉兩得的事情。

但是,民航客機等等輸運類飛機就不太一樣,他們往往為了騰出大量的機身容積,把機身做的很粗很大是必須的,你看看人家美國人的運輸機又短又粗萌萌噠,還有我們的大運也是這樣萌萌噠,波音空客的客機,機身截面積大出機翼兩個量級,這個時候機翼和機身之間的干擾阻力會非常大,但是這時候如果在機翼和機身之間做一個翼身融合的平順過渡並不可取。原因有如下幾點

1.會賠付很多的重量,需要額外的結構支撐,降低了有效載荷,就是所謂的payload,這個是航空公司最看重的了。

2.這種翼身融合會大大增加飛機的正對截面積,增加了飛機的迎風阻力,這時為了防止分離,飛機還會額外賠付更多的重量到整流裝置上面,得不償失了。

3.這個時候採用翼身融合技術,會降低機翼的氣動效率,尤其是高亞音速巡航的時候,升阻比會小的可憐。

針對這種情況,在很多輸運類飛機上,翼身融合技術雖然不適用,我們採取的辦法往往是做一個機翼機身連接處的整流鼓包,對於下單翼飛機,這個整流鼓包可以用來收放起落架,上單翼飛機可以利用這個鼓包延伸中央翼盒增強結構,這就是目前可以想到的折中的辦法了。

當然,最後我們考慮一種特殊情況,比如說我們看到的轟炸機B2,它是一架飛翼式布局的飛機,也採用了翼身融合技術。當時我就記得波音的同僚們提出了一個概念機好像叫做波音797,一架做成了飛翼式布局的推槳動力民航客機,它因為整機就是一個機翼,所以這個時候它採用的是翼身融合技術。不過設計經驗告訴我的是,飛翼布局的飛機重心特別難調整,因為這種短而寬的布局對重心特別的敏感。不適合民航客機。試想一個空姐推著車子從客艙後面走到前面,飛機重心就前後亂跑,飛行員還得跟著拉杆,飛機一低頭,飛行員就知道空姐又來送吃的了,這種設計真心沒人敢用的。所以波音那個項目最後因為種種原因下馬了。

最後總結一下,翼身融合技術在機身機翼的厚度差別不大的情況下好實現,賠付小,收益大。但是在機身與機翼厚度相差太大的時候,實現困難,賠付大,得不償失。而軍機往往機翼機身厚度差別不大,民機的機翼機身厚度差很遠,所以一般看到翼身融合技術多應用于軍機,而少見於民機。


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