中国航空新闻网讯:据《航空周刊》3月7日报道,比例模型风洞通常是用于执行一项任务,即在严格控制条件下收集地面数据。但现在,洛克希德·马丁公司(Lockheed Martin)已经完成了其混合翼身布局(HWB)运输机的低速测试,并计划将该机型用作无人机。
继2015年8在美国宇航局兰利研究中心的国家跨音速设备(NTF)中完成4%比例半翼展HWB的测试后,2016年2月,洛克希德·马丁公司又在佐治亚州玛丽埃塔对低速风洞的4%比例全翼展模型进行了测试。两次测试旨在验证计算流体动力学(CFD) 在预测非常规布局中的性能优势。
翼展约10英尺(约3米)、4%比例的HWB模型只有45磅,因此它能够用于飞行。图片来源:洛克希德·马丁公司
据洛克希德公司所述,HWB结合了翼身融合体布局与常规T型尾翼的空气动力效率和结构效率,其机体前部分采用翼身融合体布局,机体后部分采用常规后机身加尾翼布局,可以像常规布局运输机一样在空投和空运时利用尾翼控制飞机的重心。
HWB运输机的超高涵道比涡扇发动机安装在机翼后缘上方,可以携带洛克希德公司C-5目前可以装载的所有特大货物,同时燃油消耗率比波音C-17低17%。
虽然NTF测试验证了HWB布局的高速巡航效率,包括翼上短舱和机翼前缘的常规位置都提高了5%,但洛克希德的低速测试主要关注的是收集稳定和控制数据,以确认布局的预期操纵品质。
“我们可以得到非常规布局的性能数据与常规控制技术的效果数据,” 洛克希德·马丁公司臭鼬工厂HWB项目经理里克•胡克说道:“HWB运输机就像用副翼、升降舵和方向舵飞行的管状机翼飞机。”无尾飞翼飞机需要非常规的控制技术,确保安全低速操纵。
虽然在NTF测试的半翼展HWB是可以在跨音速飞行时承受12,000磅负荷的重金属模型,但低速模型却是一架完整飞机——翼展约 10英尺(约3米),重量却只有45磅——也可以用于飞行。“重量轻是一个巨大的挑战,”他说:“因为它必须有500磅以上的升力,‘最难的是要成功飞过风洞。’”
HWB在玛丽埃塔的风洞中以低于150mph的速度被评估了三周,在巡航和高升力布局下(前缘缝翼和襟翼被放下)评估其操纵面效率。一些低速高升力测试是在NTF进行的, 洛克希德公司希望通过测试确定玛丽埃塔测试中的数据。“测试结果符合预先测试的CFD,与NTF的低速数据具有很大的相关性,”胡克说道。
NTF模型设计了整流发动机短舱,低速模型则有一对类似翼上涡轮风扇的电动涡轮风扇。由此,洛克希德公司可以验证通过发动机夹带产生的气流可能带来的升力效果。
“我们还通过调整功率设定和操纵面偏角测试模型,以确定功率和操纵面偏角对稳定性和操纵的影响,并确定操纵品质,”胡克说道:“我们还在高升力模式下(前缘缝翼和襟翼被放下)对其进行了测试,以确认高升力的效率。”
低速模型10磅推力的管道风扇其比例模型并非与HWB的大口径涡扇发动机完全一致,但可以产生等效的飞行效果,这使洛克希德验证了CFD预测的升力效果,“从而使公司有足够的信心将其用在全尺寸飞机上,”胡克说道。
洛克希德公司设计、经验系统航空公司(Empirical SystemsAerospace)建造的低速模型将被改造并“将在今年某个时候”作为遥控飞机飞行,胡克表示,目的是评估巡航模式下的操纵品质,但将配备大气数据探头。“我们知道风扇会产生推力,因此我们就能算出飞机的阻力,得到飞机的完整性能数据,以比较风洞和CFD。”他说道。
洛克希德公司的HWB概念受到了美国空军研究实验室 (AFRL) RCEE (Revolutionary Configurations forEnergy Efficiency) 高能效颠覆性布局项目的资金支持。该项目将持续到2017年。洛克希德将在今年秋天为AFRL完成载人HWB验证机的研究,而为美国宇航局进行的货机商业化研究几乎也将同时结束。
美国宇航局近日公布预算,计划在2020年后实现50%比例混合翼身布局验证机的首飞,作为大规模X-plane超音速飞机计划项目的第二架飞机。迄今为止,美宇航局对HWB的定义与波音的翼身融合体布局相同,但洛克希德计划推出其HWB概念,且美宇航局表示X-plane超音速飞机的筛选将进行公开竞争。“我们确实有资格参加HWB计划,并计划与美宇航局合作,保证我们HWB计划的实施。”胡克说道。(普林斯/编译)
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