Smíšené tělo křídla - Blended wing body - Wikipedia
A smíšené tělo křídla (BWB), také známý jako smíšené tělo nebo hybridní tělo křídla (HWB), je letadlo s pevnými křídly bez jasné dělicí čáry mezi křídly a hlavní částí plavidla.[1] Letoun má výrazné struktury křídla a těla, které jsou hladce smíchány bez jasné dělicí čáry.[2] To kontrastuje s a létající křídlo, který nemá žádnou odlišnost trup a zvedací tělo, který nemá žádnou odlišnost křídla. Návrh BWB může, ale nemusí být bez ocasu.
Hlavní výhodou BWB je snížení mokrá oblast a doprovodné táhnout formulář spojené s konvenčním spojením křídla a těla. Může být také uveden široký profil křídla ve tvaru těla, což umožňuje generovat celé plavidlo výtah a tím zmenšovat velikost a odpor křídel.
Konfigurace BWB se používá pro oba letadlo a podvodní kluzáky.
Dějiny
Na začátku 20. let vytvořil Nicolas Woyevodsky teorii BWB a po zkouškách v aerodynamickém tunelu Westland Dreadnought byl postaven. Zastavil se při svém prvním letu v roce 1924, vážně zranil pilota a projekt byl zrušen. Myšlenka byla znovu navržena počátkem 40. let pro Miles M.26 projekt dopravního letadla a Miles M.30 Výzkumný prototyp „X Minor“ byl vyroben tak, aby jej bylo možné prozkoumat. The McDonnell XP-67 prototyp interceptor letěl také v roce 1944, ale nesplnil očekávání.
NASA se k konceptu vrátil v 90. letech s uměle stabilizovaný 17 stop (5,2 m) model (6% měřítko) s názvem BWB-17, postavený Stanfordská Univerzita, který byl letecky převezen v roce 1997 a vykazoval dobré jízdní vlastnosti.[3]:16 Od roku 2000 NASA pokračovala ve vývoji dálkově ovládaného výzkumného modelu s rozpětím křídel 21 stop (6,4 m).
NASA rovněž společně prozkoumala návrhy BWB pro Boeing X-48 bezpilotní letadlo.[4] Studie naznačují, že dopravní letadlo BWB přepravující od 450 do 800 cestujících může dosáhnout úspory paliva přes 20 procent.[3]:21
Airbus studuje design BWB jako možnou náhradu za Rodina A320neo. Sub-scale model poprvé vzlétl v červnu 2019 v rámci programu MAVERIC (Model Aircraft for Validation and Experimentation of Robust Innovative Controls), v který Airbus doufá, že mu pomůže snížit CO2 emise až o 50% ve srovnání s úrovněmi roku 2005.[5]
Vlastnosti
Formulář BWB minimalizuje celkovou částku mokrá oblast - povrch kůže letadla, čímž se zmenšuje přetažení kůže na minimum. Vytváří také zesílení kořenové oblasti křídla, což umožňuje efektivnější konstrukci a sníženou hmotnost ve srovnání s konvenčním řemeslem. NASA také plánuje integraci Poměr ultra vysokého bypassu (UHB) proudové motory s hybridní karoserií křídla.[6]
Široké vnitřní prostory vytvořené spojením představují nové strukturální výzvy. NASA studuje pěnovou šitou látku kompozit z uhlíkových vláken stažení kůže, aby se vytvořil nepřerušovaný prostor kabiny.[7]
Konvenční trubkový trup nese 12-13% z celkového počtu výtah ve srovnání s 31–43% přenášenými středovým tělem v BWB, kde střední konfigurace zvedacího trupu lépe vyhovovala úzké tělo velká letadla by nesla 25-32% za 6,1% - 8,2% nárůst v roce účinnost paliva.[8]
Potenciální výhody
- Významné výhody užitečného zatížení v strategický přepravit, letecká přeprava,[9] a tankování ze vzduchu role
- Zvýšené účinnost paliva - o 10,9% lepší než u konvenčních široké tělo[8]
- Nižší hluk - NASA zvukové simulace ukázat 15dB snížení o Boeing 777 -třída letadla,[10] zatímco jiné studie ukazují snížení o 22–42 dB níže Stupeň 4, v závislosti na konfiguraci.[1]
Možné nevýhody
- Evakuace BWB v případě nouze může být výzvou. Kvůli tvaru letadla bylo uspořádání sedadel divadelní a nikoli trubkové. To ukládá inherentní omezení počtu výstupních dveří.[11][12]
- Cestující nemusí být ochotni sedět v prostředí bez oken.[13]
- Cestující, kteří sedí na okrajích kabiny, se během křídel mohou cítit nepříjemně.[13]
- Pro použití jako kabina pro cestující musí být střední blatník vysoký, což vyžaduje větší rozpětí křídel.[14]
- BWB má větší prázdnou váhu pro dané užitečné zatížení a nemusí být ekonomická pro krátké mise kolem čtyř nebo méně hodin.[14]
- Větší rozpětí křídel může být nekompatibilní s některou letištní infrastrukturou a ovlivnit rychlé naložení nákladu, což vyžaduje změnu infrastruktury.[14]
- Je dražší upravit design tak, aby vznikly varianty různých velikostí ve srovnání s konvenčním trupem a křídlem, které lze snadno protáhnout nebo zmenšit.[14]
Seznam letadel se smíšenými křídly
| Typ | Země | Třída | Role | datum | Postavení | Ne. | Poznámky |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Airbus Maveric | EU | UAV | Experimentální | 2019 | Prototyp | 1 | [15][16] |
| Boeing X-45 | USA | UAV | Experimentální | 2002 | Prototyp | 2 | |
| Boeing X-48 | USA | UAV | Experimentální | 2007 | Prototyp | 2 | |
| Lockheed A-12, M-21 a YF-12 | NÁS | Proud | Průzkum | 1962 | Výroba | 18 | YF-12 byl prototyp interceptor |
| Lockheed SR-71 Blackbird | NÁS | Proud | Průzkum | 1964 | Výroba | 32 | |
| McDonnell XP-67 | USA | Vrtule | Bojovník | 1944 | Prototyp | 1 | Průběžný profil křídla. |
| Miles M.30 | Spojené království | Vrtule | Experimentální | 1942 | Prototyp | 1 | |
| Rockwell B-1 Lancer | USA | Proud | Bombardér | 1974 | Výroba | 104 | Variabilní zametací křídlo |
| Tupolev Tu-160 | SSSR | Proud | Bombardér | 1981 | Výroba | 36 | Variabilní zametací křídlo |
| Tupolev Tu-404 | Rusko | Vrtule | Dopravní letadlo | 1991 | Projekt | 0 | Jedna ze dvou studovaných alternativ |
| Westland Dreadnought | Spojené království | Vrtule | Doprava | 1924 | Prototyp | 1 | Poštovní letadlo. Průběžný profil křídla. |
V populární kultuře
Populární věda koncepční umění
Konceptová fotografie komerčních letadel se smíšenou karoserií křídla se objevila ve vydání z listopadu 2003 Populární věda časopis.[17] Umělci Neill Blomkamp a Simon van de Lagemaat z Vizuální efekty velvyslanectví vytvořil fotografii pro časopis pomocí softwaru pro počítačovou grafiku, aby zobrazil budoucnost letectví a letecké dopravy.[18] V roce 2006 byl tento obrázek použit v e-mailové zprávě s tvrzením, že Boeing vyvinul dopravní letoun pro 1000 cestujících („Boeing 797“) s „radikálním designem Blended Wing“ a Boeing toto tvrzení vyvrátil.[19][20][21]
Viz také
Reference
- ^ A b Russell H. Thomas, Casey L. Burley a Erik D. Olson (2010). „Hodnocení hluku systému letadla s hybridním křídlem s aeroakustickými experimenty s pohonem draku“ (PDF). Citováno 26. ledna 2013. Prezentace Archivováno 16. 05. 2013 na Wayback Machine
- ^ Jeřáb, Dale. Slovník leteckých termínů, třetí vydání. Newcastle, Washington: Aviation Supplies & Academics, 1997. ISBN 1-56027-287-2. str. 224.
- ^ A b Liebeck, R.H. (Leden – únor 2004). „Návrh smíšené karoserie křídla Subsonic Transport“. Journal of Aircraft. 41 (1): 10–25. doi:10.2514/1.9084.
- ^ „Let do budoucnosti.“ Archivováno 4. prosince 2012, v Wayback Machine Boeing, 7. srpna 2012 Citováno: 23. listopadu 2012.
- ^ Reim, Garrett (11. února 2020). „Studie Airbusu s návrhem dopravních letadel se smíšenými křídly, aby se snížilo spalování paliva“. Globální let.
- ^ Michael Braukus / Kathy Barnstorff (7. ledna 2013). „Zelený letecký výzkum NASA zrychluje na druhý rychlostní stupeň“. NASA. Citováno 26. ledna 2013.
- ^ Bullis, Kevin (24. ledna 2013). „NASA prokázala průlom ve výrobě, který umožní zvětšení letadel s hybridními křídly“. Recenze technologie MIT.
- ^ A b Graham Warwick (22. srpna 2016). „Hledání ultra-efektivních návrhů pro menší dopravní letadla“. Týden letectví a vesmírné technologie.
- ^ Warwick, Graham. „Boeing spolupracuje s leteckými společnostmi na komerční nákladní lodi se smíšeným křídlem.“ Flight International, 21. května 2007.
- ^ Warwick, Graham (12. ledna 2013). „Poslechněte si - BWB je tichý!“. Letecký týden.
- ^ E. R. Galea; L. Filippidis; Z. Wang; P. J. Lawrence; J. Ewer (2011). „Analýza evakuace více než 1 000 konfigurací letadel se smíšeným křídlem sedadla: Počítačové simulace a experiment s evakuací v plném rozsahu“. Dynamika chodců a evakuace. str. 151–61. doi:10.1007/978-1-4419-9725-8_14. ISBN 978-1-4419-9724-1.
- ^ Galea, vyd. „Evakuační analýza více než 1000 konfigurací letadel Blended Wing Body se sedadly“. evacmod.net (video). Citováno 25. srpna 2015.
- ^ A b „Boeing nepřesvědčil design letadel se smíšenými křídly“. Institution of Mechanical Engineers. 16. června 2015.
- ^ A b C d „Nehledejte brzy komerční BWB letadlo, říká budoucí letadla Boeingu“. Leeham News. 3. dubna 2018.
- ^ „Airbus odhaluje demonstrátora letadel se smíšenými křídly“, Airbus, 11. února 2020. (Citováno 18. února 2020)
- ^ Caroline Delbert; „Budeme jednoho dne létat v tomto letadle se„ smíšeným křídlem “? Airbus postavil prototyp, aby to zjistil.“, Popular Mechanics, 13. února 2020. (Citováno 18. února 2020)
- ^ „Budoucnost letu.“ Populární věda, Listopad 2003.
- ^ „Future Flight: a Gallery of the Next Century in Aviation.“ PopSci.com, 15. října 2003. Citováno: 22. listopadu 2012.
- ^ "Nový Boeing 797 Giant" se smíšeným křídlem "Pasažérské dopravní letadlo-fi!". TruthOrFiction.com. 17. března 2015.
- ^ Christensen, Brett M. „Boeing 797 Hoax“ Hoax-Slayer, 19. dubna 2012. Citováno: 22. listopadu 2012.
- ^ Baseler, Randy. „Letecká pošta.“ Blogy Boeingu: Randy's Journal, 1. listopadu 2006. Citováno: 22. listopadu 2012.
Další čtení
- Al Bowers (16. září 2000). „Karoserie se smíšenými křídly: designové výzvy pro 21. století“. Křídlo je věc.
- V. Mukhopadhyay, NASA Langley (duben 2005). „Trup se smíšeným křídlem a karoserií (BWB) pro snížení hmotnosti“ (PDF). Konference AIAA.
- "'Plavidlo se smíšeným křídlem prošlo testy v aerodynamickém tunelu “. Nový vědec. 14. listopadu 2005.
- "'Tiché letadlo: Jak to funguje “. BBC. 6. listopadu 2006.
- R. Vos, F.J.J.M.M. Geuskens, M.F.M. Hoogreef, TU Delft (Duben 2012). „Nová koncepce konstrukčního řešení kabin se smíšenou karoserií“. Konference AIAA.CS1 maint: používá parametr autoři (odkaz)
- Cranfield University (4. května 2012). „Koncept karoserie se smíšeným křídlem“ - přes youtube.
- „Hlavní vlastnosti X-48“. NASA. 18. dubna 2013.
- Jörg Fuchte, Till Pfeiffer, Pier Davide Ciampa, Björn Nagel, Volker Gollnick, DLR (Září 2014). "Optimalizace výnosového prostoru smíšeného křídla" (PDF). Kongres Mezinárodní rada leteckých věd.CS1 maint: používá parametr autoři (odkaz)