未来飞机之美不仅在于外[8P]
NASA 一项为期 18 个月的研究将未来客机的概念呈现在您眼前，这些概念设计并没有来自科幻小说般的怪异外形，乍看上去与现在的客机没什么不同。本文所展示的是四个工业团队为 NASA 基础航空计划进行先进概念研究的成果，完成于 2010 年 4 月。
仔细观察后你会发现这些可能在 20 至 25 年后投入运营概念性设计完全不同于今天的客机。
这些设计的外表之下采用了突破性的机身和推进技术，有助于未来商用飞机大大提高安静性、清洁性、燃油效率，以及乘客舒适度方面的表现，并能使用美国国内更多的机场。
你可以在这些飞机上看到诸如形状记忆合金、陶瓷或纤维复合材料、碳纳米管或光纤、自修复蒙皮、混合动力发动机、折叠翼、双机身和虚拟现实舷窗等超现代科技。
“站在这些飞机旁，你可能无法说出它与今天客机的不同之处，但在表象之下却有着革命性的改进。”NASA维吉尼亚州汉普顿兰利研究中心负责基础航空计划亚音速固定翼项目的科学家理查德.华尔斯说，“技术之美不仅仅在于外表。”
2008 年 10 月，NASA 要求工业界和学术界展望未来，研究先进客机概念，要求能同时满足 2030 年及以后的未来商用运输需求以及能源效率、环保和运营方面的指标。这个研究的目的是确定未来客机先进机身和推进系统所需的关键技术。
优中选精
为了寻求一个能应付各种挑战的解决方案，往往需要从许多方案中进行遴选直到只剩几个。这张图片显示的就是工业团队和学术界研究员为了达到 NASA 航空研究任务委员会所设立的 20~25 年后商用飞机的环保和性能目标而进行的遴选过程
NASA 眼中 2030 年代的飞机与现在运营的客机相比有以下的不同之处：
噪音比目前联邦航空局标准低 71 分贝，目的是将有害噪音限制在机场周围。排放比现在国际民用航空组织航空环境保护委员会第六次会议（CAEP/6）规定的氮氧化物排放标准减少了 75% 以上，目的在于改善机场周围的空气质量。
燃油消耗降低 70% 以上，有助于减少温室气体排放和航空旅行费用。
小型机场起降能力，可以优化使用大都市区域的多个机场跑道，作为减少空中交通拥挤和延误的手段。
这 4 个团队分别由通用电气、麻省理工、诺斯罗普.格鲁曼和波音公司组建。他们提交的最终概念报告有以下的特点：
通用电气航空系统公司团队构思了一种 20 座小型客机，能使用支线机场实现点对点旅行，以改善大城市枢纽机场的拥挤状况。这架飞机有一个椭圆形的机身，客舱横向安排 4 个全尺寸座椅。其他的特点还包括能使气流平滑流过所有表面的机身外形，以及依靠燃料电池提供电力的先进电子设备。该机的先进涡轮螺旋桨发动机配合低噪音螺旋桨，可以进一步降低噪音并能为短距起飞和快速爬升提供充足的动力。
机小鬼大
这个概念来自通用电气航空系统公司团队。该设计比现在同级别飞机轻得多，而且气动性能更好，20 座的设计可以减少燃料消耗和噪音，并能像商务喷气机般来往于 1,300 多座机场。它还有超静音涡轮螺旋桨发动机，虚拟现实舷窗，可在 0.55 马赫飞行 1,500 公里。
凭借其 180 座 D8“双泡泡”构型，麻省理工学院的技术团队带来了最反常规的设计，他们把两个机体融合在一起并在尾部安装 3 个涡扇发动机。麻省理工学院概念的重要组成部分在于采用复合材料降低重量以及超高旁通比（与今天的发动机相比，核心机直径大大小于风扇直径）的涡扇发动机提供更大的有效推力。与今天发动机直径不断增大的设计趋势相反，麻省理工学院是通过控制发动机总体直径的同时减小尾喷管直径来提高旁通比的。该团队说D8的载客量与波音 737-800 相同，但 D8 不同寻常的机身使得客舱比 737 更为宽敞。
双泡泡 D8
“双泡泡 D8”系列概念设计是麻省理工学院研究团队提出的。很宽的机身像是被挤扁的圆筒可以提供额外的升力，低后掠角机翼减少了阻力和重量，机身尾部安装了嵌入式发动机。D8 系列飞机将用于国内航线，设计可载客 180 人，以 0.74 马赫巡航速度飞 5,500 公里，并且客舱远比波音 737-800 宽敞。D8 是 2010 年 4 月提交给 NASA，是 NASA 研究通告资助的 2030-2035 间可服役先进商用飞机众多概念设计中的一个
诺斯罗普.格鲁曼团队预计在未来一种 120 座小型客机的需求量最大，该机专为较短跑道的机场设计，可以扩大客流量减少航班延误。团队描述其静音高效低排放的商用运输机（缩写为 SELECT）概念是“在性能而不是外形上的革命。”SELECT 的机身和超高涵道比推进系统结构突出使用了陶瓷复合材料，纳米技术和形状记忆合金。这架飞机可以使用短至 1,500 米的跑道，适应更广泛的航空交通地理分布，在很大程度上实现了环保和运营目标。
一切如常？不
来自诺斯罗普格鲁门系统公司研究团队提出的是安静高效低排放商业运输机，缩写 SELECT。在看似传统的外观之下是运用了功能先进的轻量陶瓷复合材料、纳米技术和形状记忆合金的机体。除了燃油效率和环保的优点外，SELECT 还提高了未来航空运输系统的容量，因为它能使用小型机场，分散了枢纽机场的压力。SELECT 能运载 120 名乘客以 0.75 马赫飞行 2,963 公里
波音公司的亚音速超绿色飞机研究项目（缩写为 SUGAR）团队一口气推出了五个概念。首选概念 SUGAR Volt 安装了两个混合动力发动机，由桁架支撑的机翼安装在筒状机身顶部。相对于今天的典型机翼，SUGAR Volt 的机翼翼展更长，弦长更短，后掠角也更小。另外 Volt 在机场航站密集停放时机翼还可以折叠，以减少占地面积。预计到时电池技术的进步可以实现该机独特的涡浆电力混合动力推进系统，另外发动机核心机可以使用两种燃料，在核心机关闭后由电动机驱动螺旋桨。
脚踏实地的未来飞机
波音公司研究团队提出的是亚音速超绿色飞机研究项目（缩写SUGAR）Volt。Volt 是一架双发飞机，安装了结合涡桨和电力的混合推进系统，桁架支撑的机翼安装在管状机身顶部。能运载 154 名乘客以 0.79 马赫飞行 6,500 公里
NASA 并没有给出未来国内或全球商业航空运输的具体需求。所有 4 个团队都将焦点集中在了适合在单一大洲运营的客机上，因为他们的商业案例表明在未来中小型飞机将继续占据整个民航机队最大比例。只有一个团队提交了一种用于洲际运输的大型翼身融合体客机概念。
各团队都为未来技术研究与发展提出了“明确的路径”，NASA 克利夫兰格伦研究中心亚音速固定翼项目课题负责人鲁本.德尔.罗萨里奥说：“他们的研究报告将被借鉴来修正我们研究规划。我们将确定这些研究的共同点，并利用它们建立更有效的未来战略。”
以下是这四份报告中的共同点：
更慢的巡航速度——大约 0.7 马赫，比目前的飞机慢 5 至 10 个百分点——同时巡航高度更高，这样可以节省燃料。
起飞时发动机所需输出动力更小，以实现安静飞行。
更短的跑道——平均约 1,500 米长，以增加营运能力和效率。
更小的飞机——波音 737 级别的中型飞机，载客量不大于 180 座，出于成本效益考虑执行更短更直接的航线。
应用了先进的空管技术，诸如途中交汇和间距控制以及起飞爬升和到达降落自动决策系统。
为了有助于实现他们的概念设计，团队们提出了在轻型复合材料结构、耐热和高强度发动机材料，气动计算模型方面的各种改进。NASA 正在权衡这些改进措施，目标是研发可应用在更多航空器上的航空技术，以获得最大公众效益。
“这些团队为我们展望未来提供了经过深思熟虑的方案，这将帮助我们把研究投资决策一直置于主流领域。”NASA 华盛顿总部航空研究理事会主任局长申金元（Jaiwon Shin 韩裔 音译）说道。
“确定这些必要的技术的过程将帮助我们建立研究路线图，在未来几年按路线图把这些创新设计一一实现。”申说。
NASA 在 2030 年代客机上的下一步努力是进行第二阶段的研究，为了满足提高空运系统能源效率和减少环境影响这一国家目标，开始研发所必须的技术。该机构在 4 月下旬收到四支团队的方案，并希望授予其中一到两个团队研究合同，在 2011 年启动。NASA 的管理人员也将重新评估 2030 年代客机的目标，以确定一些关键技术从实验室和现场测试到进入实际使用是否将需要更多的时间。这四支团队的概念只需满足燃料效率或噪音目标，而不是两者都满足。
NASA 还有个并行开展的新一代超音速客机的概念研究，看它能否满足 NASA 2030 年噪音、排放和燃料效率方面的目标。NASA 预计超音速旅行将会有更广阔的市场，但这需要可以搭载更多乘客的超音速客机，在增加经济可行性的同时可满足日益严格的环保要求。
绿色超音速飞行器
这个用于未来洲际飞行的超音速客机概念来自洛克希德马丁公司团队。研究团队利用模拟工具显示该机通过应用“倒 V”形发动机-机翼构型，有可能大幅降低洲际飞行时的音爆水平。另外该机还应用了其他革命性的技术帮助实现航程，有效载荷和环保目标
波音和洛克希德.马丁公司的两个团队评估了诸多元素，从市场条件，设计目标和限制到常规和非常规构型，并依据现有启动技术为研究制定了建议路线图。两支团队提交的概念设计可以承载超过 100 名乘客，巡航速度超过 1.6 马赫并且航程长达 8,000 公里。
一个形象的概念设计
用于洲际飞行的"Icon-II" 超音速客机概念来自波音团队。
该设计试图达到降低燃油消耗和机场噪音的目标，也力求大大降低音爆噪音水平以符合陆地上空超音速飞行的噪声标准
越大越好
H 系列翼身混合体未来飞机概念也来自于麻省理工学院团队。该机适合洲际飞行，载客能力相当于波音 777。它的嵌入式发动机采用可变截面积矢量喷管，并利用机身和其他技术屏蔽了大部分噪音，采用了先进机载飞机健康监测系统。能运载 354 名乘客以 0.83 马赫飞行 14,000 公里
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本帖最后由 zxzhu 于 2016-6-10 13:29 编辑 ]
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