洛马对混合翼身布局运输机抱有充分信心

没得比

　据报道，在完成带动力低速风洞试验和分析后，洛马公司朝着开发有人驾驶混合翼身(HWB)布局验证机又前进了一步。洛马表示，HWB布局是执行多种空运任务运输机的理想构型。

　　洛马公司2014年首次公开了HWB布局概念，经过3年的发展，技术概念更加清晰，可行性得到了充分验证。HWB布局在前机身采用翼身融合设计，后机身采用传统尾翼设计，兼顾了高气动和结构效率，同时还可以执行传统的空运/空投任务。此外，洛马设计的HWB布局采用了在机身上方尾部安装超高涵道比涡扇发动机，大展弦比机翼，轻质结构等，使得这种布局的运输机能够胜任C-5运输机当前可以运输的所有大尺寸货物，同时油耗相比C-17还低70%。

　　洛马研究表明，除了C-17等大型军用运输机外，HWB布局也可以成为C-130的替代机。洛马目前更加倾向于采用全新研制的HWB布局验证机，而不是在其它现有飞机上修改。洛马已经验证了翼上安装发动机带来的动力增升效应，类似于吹气襟翼的效果。低速风洞试验结果还显示出HWB布局良好的操纵性能以及平尾在大迎角下的可操纵性。

　　最近的研究分析表明，HWB布局具有成为不同级别运输机的潜力，洛马公司有许多人对它“非常看好”，由于采用了传统的货舱，因此布局上完全可以进行缩放。

　　在NASA的一份合同下，洛马正在研究将战略运输机大小的HWB布局缩小到波音757或者C-130级别。对于小尺寸的HWB布局，能够获得和大尺寸同样多的收益;相比C-130和波音757，采用HWB布局的设计分别可提升燃油效率98%和20%。

　　HWB布局的潜在应用对象是下一代运输机、空中加油机和商用货机。在这三种应用中，最令人兴奋的是加油机，这是有史以来第一次我们的运输类飞机气动效率比现有的加油机高。这意味着可以利用一种机型承担运输和加油两种角色。考虑到这些优势，洛马的下一个运输机将会采用HWB布局。

　　HWB布局最初由美国空军试验室(AFRL)在革命性能源高效布局(RCEE)项目下开发，进一步又受到了NASA的资助，其设计概念已经通过一系列跨声速和低速风洞试验得到验证。2016年开展的最近一次试验是AFRL和洛马联合投资的“顶点(capstone)”项目的第二阶段工作，评估了翼上安装发动机的动力增升效应。试验同样验证了此前试验和CFD预测的低速操纵的鲁棒性。

　　与之前采用无动力短舱试验(仅采用引气短舱模拟尾喷口流量)不同，最近的试验采用4%缩比的带动力模型。短舱内安装了一对Schebler涵道风扇，试验对舵面、前缘缝翼、后缘富勒襟翼等装置都进行了测试。

　　试验验证了发动机入口抽吸的效果，产生了额外的增升效应。最大升力系数增加了15%。由于发动机重心位置靠后，它还起到了增加纵向稳定性的作用。相比之下，测试中也发现传统的翼下安装短舱对飞机的纵向稳定性有负面效应。因此，如果采用传统的翼下安装发动机布局，则需要采用面积较大的尾翼来增稳。模型上Schebler涵道风扇的直径只是CFD计算中采用的罗罗超扇发动机的尺寸的68%，因此真实情况下预计动力增升效果会更好。

　　低速试验也显示了操纵特性的“鲁棒性”，结果表明升降舵效率对迎角并不敏感。前体内侧气流保持贴体流动，在使用迎角下平尾始终保持较高效率。试验还表明，由于发动机展向位置在翼展25%处，相比目前大多数双发喷气飞机的33%位置来说，单反失效造成推力不对称而引起的偏航力矩较小。

　　AFRL研究工程师赖安·普拉姆利表示，“顶点”项目的目的是真正聚焦HWB布局的关键技术，并进一步开发、验证，将技术成熟度推向5级，为最终研制全功能原型机做好准备。“我们一直在提高技术成熟度，同时寻找最好的降低这种先进、创新系统研制风险的方法。”

　　普拉姆利在德克萨斯州格雷普韦恩举行的AIAA2017科技大会上表示：“下一步我们将进行飞行验证，将HWB布局的技术成熟度推向6级，以此来回答我们能否将其转化为最终产品的问题”。“HWB布局真的是在气动效率和任务能力上的一大跨越，尤其是对于军事用途。”

　　HWB布局已成为NASA超高效亚声速运输机计划的候选构型之一。洛马正同波音、极光飞行科学公司、Dzyne技术公司一道，在NASA航空地平线计划(研制一批X验证机)下分别研究5种不同创新布局的系统需求，为下一步研制50%的有人缩比验证机做准备。按计划，2017年3月将会进行最终评审。对于X验证机，洛马目前倾向于采用全新研制模式，而不是对现有喷气飞机的修改。因为洛马认为，针对现有飞机的改型只能验证某些特定技术和关键结构，并不能验证HWB布局的集成收益。

　　洛马的X验证机可能会采用普惠的PW1000G齿轮风扇发动机，也可能是PW1200G。对HWB布局的结构分析表明，此前担心的翼上安装发动机的颤振问题并没有想象的那么严重。