NASA航天論壇的新航空視野聚焦

NASA X驗證機計劃的最新進展:在6月9日AIAA航空2017大會（Aviation 2017）的直播中呈現的新航空視野。

圖片來源： NASA / Maria Werries

更新：您現在可以在這裡在線觀看2017年6月9日AIAA航空論壇上關於新航空視野的演講。

乘客們舒適地坐在超聲速飛機里安靜地巡航於全國各地，亞聲速商業飛機看起來一點都不像如今經典的圓筒機翼航班，或者裝有電動推進裝置的飛機。

這並不是幻想中的飛行。NASA正在和政府、企業和學術界的夥伴們合作設計、建造並在空中測試一系列實驗型X驗證機（X-plane），這將加快實現那些夢想的步伐。

這些都是NASA新航空視野計劃（New Aviation Horizons，NAH）的一部分。

始於2016年，NAH致力於驗證過去幾年間空中轉型創新的可行性，旨在通過飛機設計的方式以及他們在空中和地面運行的方式來減少燃油使用、排放和雜訊。

「我堅信我們正處在恰當的位置，恰巧的時間並有恰好的技術來開啟一個全新的航空時代，一個從噴氣時代初期開始就從未預見過的航空時代」NASA航空研究副行政官Jaiwon Shin如是說。

Shin和其他NASA航空高級官員於6月9日星期五在航空2017大會領導了關於NAH的360論壇小組，航空2017大會是由美國航空航天學會（American institute of Aeronautics and Astronautics）主辦的年度會議。

這場兩小時的演講開始於丹佛，並於美國東部時間上午11:30開始，https://livestream.com/AIAAvideo/aviation2017向公眾直播。

「我們希望向所有人展現我們至今為止的成果，並讓他們很好地了解我們X驗證機計劃仍然需要做的事情」NASA高級飛行器工程戰略技術顧問、專家組主席Richard Wahls說。

第一個話題是低音爆飛行演示（Low Boom Flight Demonstrator， LBFD）的新進展，用真實尺寸一半大小的超聲速X驗證機來驗證設計；演示的過程中，在地面上幾乎聽不到由超聲速飛機產生的音爆。

LCFD升級的目標是提供數據，以便能夠改變現行禁止在地面上方進行超聲速飛行的法規。如果規定改變了，一個全新的支持商業超聲速航行的市場就可以被打開。

洛克希德馬丁（Lockheed Martin）的翼身融合體概念。

圖片來源：洛克希德馬丁航空公司（Lockheed Martin Aeronautics Company）

一個由洛克希德馬丁領導的團隊已經為6月下旬開始的LBFD進行了初期設計審查。這項工作包含了在克利夫蘭的NASA格倫研究中心（Glenn Research Center）對一個縮小模型進行的超聲速風洞測試。

初期設計的細節，即QueSST-安靜超聲速技術（Quiet Supersonic Technology）的縮寫-最終將被共享給符合條件的、有興趣競爭建造與測試LBFD X驗證機的公司，這架驗證機的首次飛行可能在2021年。

就亞聲速X驗證機而言，NASA正在審查幾個待測試的設計概念，在預算允許範圍內，NASA計劃多次試飛個演示機，每次試飛一個。

為此，NASA在2016年向四個公司分別簽發了六個月的合同，要求他們為一個或者多個亞聲速X驗證機概念確定技術方法，研究進程和成本開銷。

幾個概念共有的設計特徵之一是翼身融合體（blended wing body，BWB）。在這個概念里，飛機的形狀變為一條連續的曲線，使機翼和機身之間的縫隙幾乎不可辨別。

作為一個空氣動力學外形，BWB被證實可以增加升力並減小阻力。

這張NASA的圖片描述了邊界層吸入是怎樣產生的以及它的一些潛在益處。

圖片來源：Double Bubble Concept: Don Foley. BLI Illustration: NASA / Lillian Gipson

另一個被幾家公司提出的看似較難的概念是在飛機機身尾部上方安裝飛機發動機。這種布局利用了邊界層吸入（boundary layer ingestion， BLI）的減阻特性。

簡單地說，BLI發生在這個過程中：流過飛機機身的空氣成為進入發動機的混合空氣的一部分並在後部噴出時加速。這樣減小了飛行中產生的總阻力，有助於減少發動機消耗的燃料。

為了實現NAH的NASA X驗證機計劃，電力推進也佔據重要比重。雖然更大型的飛機概念距其實現建造與測試仍然需要幾年的時間，但是這些後續的設計將由X-57麥克斯韋爾（Maxwell）公布。

通用航空尺寸的飛機會配置14台電動馬達，用以驅動直接整合在獨特機翼設計的螺旋槳。其目標是實現高速巡航效率增加500%、飛行中零碳排放以及對於地面社區而言非常安靜的飛行。

飛機在加利福尼亞州NASA阿姆斯特朗飛行研究中心（Armstrong Flight Research Center）的飛行測試預計在2018年開始。關鍵電力驅動部件的地面測試已經進行得十分順利。

X-57是首個獲得X驗證機編號的NASA飛行測試飛機，它的設計花費了十多年的時間。

（編輯：Lillian Gipson 譯者：凳凳 校對：Sherry）

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