[陕新闻]未来大飞机长啥样？西工大研究的未来大飞机超乎你的想象

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陕西网讯如果你想象未来的飞机会是什么样子。什么样的画面会浮现在你的脑海里？你可能会想到科幻电影中各种奇怪的飞行器

如果未来有一架大飞机，机身和机翼好像是一体的，没有明显的边界，尾部小很多，发动机位于飞机尾部而不是机翼下面，流线型宽平机身像蓝鲸，你会坐吗？

(npu- 300设计概念图)

在航空空领域，这种机翼和机身一体化的飞机简称bwb。

目前，国际民航飞机是传统布局的筒翼式，它由圆柱形机身、机翼、尾翼、发动机等组成。机身和机翼的边界很明显。然而，经过几十年的发展，这种传统飞机的气动效率已经达到了极限。

翼身融合布局的机身和机翼融为一体，流线型外形设计使该型飞机具有传统飞机在空航空无法比拟的飞行性能。它的气动效率高，结构重量轻，装载空室大，既节能环保，又能有效降低。世界民航组织、美国联邦航空空管理局、欧洲航空公司空安全局都认为，具有翼身一体化布局的民用飞机有望实现未来空经济、环保和绿色航空

为此，多年来，具有翼身一体化布局的民用飞机设计技术已成为国际航空空领域的一个研究领域。

10月24日下午，西北工业大学翼身一体化布局民机技术研究组发布消息称，经过十余年的研究，翼身一体化布局民机总体综合设计技术已取得重大原创性研究成果。其部分核心技术指标达到国际领先水平。

目前，翼身一体化民用飞机的一些关键技术已经通过地面试验得到了系统验证，即将进入关键技术的一体化验证和试飞验证阶段。2019年9月和10月,《空航空杂志》编辑部分别在《空航空杂志》和《中国航空杂志》中英文版上发表了研究成果。

部分核心队员(从左至右:陈、陶、桑为民、张炳安、、、刘山、张、袁长生)

翼身一体化布局飞机是未来大型客机的发展方向

目前，桶翼布局的大型民用飞机的升阻比极限在20左右，进一步改进的空间极其有限。西北工业大学机械与土木工程学院院长、翼身一体化布局民机研究组组长董力教授介绍。

所谓升阻比，即飞行中的升阻比，是表示飞机气动效率的重要参数。升阻比越高，飞机的气动效率越高，飞机的巡航飞行性能越好。

然而，从空民航的发展趋势来看，由于布局的限制，传统桶翼布局飞机的升阻比无法得到质的提高，导致油耗、噪声、排放等环境指标未能进一步降低，不能满足日益增长的节能、降噪、减排的发展需求。

为了进一步推动空民航的发展，国际航空界正在寻找新的空飞机布局。

20世纪90年代以来，美国国家航空航天局、波音公司、空客运公司将翼身一体化布局飞机定位为确保未来宽体客机市场的可行方案之一，并在一系列国家发展计划的支持下进行了持续、系统、深入的研究。翼身一体化布局飞机已成为未来宽体客机的优先发展方向。

西工大克服了民机技术翼身一体化的核心问题

前翼身一体化布局民机研究组组长、西北工业大学航空空分校教授张炳安对翼身一体化布局民机进行了分析和开发。有两个核心问题需要解决。首先，设计方案的应用可行性有待解决。如何在突出高气动效率的同时满足起飞、降落、噪音、紧急疏散和舒适性的要求；二是民机异形增压舱结构的翼身融合布局及其减重。

目前国际上有代表性的几个概念方案都有较好的高速巡航性能，但起降性能不高；宽短机身不易布置逃生门，不能满足国际民航组织规定的90秒紧急疏散要求；座舱太宽影响乘坐舒适性；增压舱的结构及其减重技术都没有突破。所以离工程应用还有很大的差距。

以西北工业大学为核心的国内民用飞机研究团队汇集了空航空研究院和相关大学的优势。着眼于发展翼身一体化民用飞机的核心技术挑战，脚踏实地，攻克技术难关。

完成的npu-300概念方案基本解决了应用可行性问题。气动数值模拟、风洞试验、紧急疏散模拟和飞行模拟结果表明，该方案不仅具有优良的高速巡航性能，而且显著提高了起降性能；机身两侧均匀布置8个门，很好的满足了90秒黄金逃生标准的要求；客舱中每排座位较少的设计使其乘坐舒适。整体表现达到国际先进水平，部分指标处于领先地位。

概念模型已经初步满足了新一代民用飞机的要求

在西北工业大学未来飞机研究中心，董力教授正在观看npu-300模拟模型。从侧面看，飞机背部平整光滑，机翼与机身融为一体，腹部微微向下凸起，是它的机舱。

(李老师与飞机模型合影)

由于这种独特的设计，npu-300也具有很强的装载能力，设计运载300名乘客或40吨，航程13000公里。

根据国内外同类型飞机的公开数据，我们的npu-300在许多性能上有明显的优势。董力说。

(npu-300机舱上部为乘客区，下部为货物区)

研究小组对这个孕育了十几年的宝贝描述如下:从研究结果来看，这个概念方案已经初步满足了新一代民用飞机的经济性、环保性、舒适性和安全性的要求，与目前的圆柱翼飞机相比有了质的飞跃。

坚持自主创新，不迷信或模仿国外技术

以西工大为核心的研究团队，从提出民机翼身一体化布局概念，到攻关核心技术，再到突破关键技术，十多年来坚持自主创新、脚踏实地、严谨务实、追求卓越的发展理念。

该团队集中了国内大型飞机技术研究的主力，形成了产学研结合的协同创新机制。西北工业大学与中国商用飞机、中国航空空工业集团、北京航空空航空航天大学等许多研究机构和机构有着强有力的联盟和优势互补。经过长期合作，形成了坚持自主创新、不相信模仿、追求卓越、共同努力的产学研协同创新。

经过长期的探索和培养，西工大形成了一支老、中、年轻教师梯队分布、专业覆盖全面的核心研究团队。

张炳干说:一架大型飞机从概念提出到市场应用，是一个漫长的过程，需要几十年几代人的接力拼搏，需要我们培养科研人才，建设好科研团队。让年轻人在科研中继续锻炼成长。

(张炳安教授与博士生讨论)

努力成为世界民用飞机发展的领导者和标准制定者

经过几代人的努力，我国大型客机的研发取得了显著进展。arj-21的运行和c919的成功试飞是我国大型民用飞机的里程碑式成就。然而，不可否认的是，中国民航空的发展仍然面临着巨大的挑战，以形成与欧美在民用大型飞机领域的三方对抗。

新一代民用飞机翼身一体化布局技术是世界民航空.的潜在未来推动这项技术的发展，将使我国在民用大型飞机领域实现跨越式发展，成为技术的领导者和标准的制定者，带动一系列相关科技产业的发展，增强我国在未来民用飞机市场的核心竞争力。

接下来将进一步开展翼身一体化布局民用飞机关键设计技术的集成和飞行验证，研究团队将依托西工大在无人机研究领域的技术优势，加快推进npu-300缩尺无人机的飞行验证。

董力说:我们预计用15年左右的时间，从小型无人机试飞到大型无人机飞行验证，逐步实施，加快翼身一体化民机技术的进一步成熟，希望通过关键技术的一体化验证，推动翼身一体化民机从概念方案和关键技术研究向模型预研的转变，尽快为国家大型民机发展服务。

李慧如通讯员赵珍图/郭幼军