【航空之音】“追风”工作室：两型新概念布局缩比验证机成功试飞！
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追风”工作室，厉害skr人！
刚刚过去的七月对上飞院“追风”工作室来说可谓“双喜临门”，由工作室自主设计研发的两型新概念布局缩比验证机成功试飞！
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7月16日，“追风”工作室团队在上海金山成功开展了桁架支撑翼（TBW）布局缩比验证机的试飞。
试飞工作克服了大风等极端天气的影响。在平均风力5级以上、阵风超过7级的情况下，验证机实现了平稳的起飞、通场、着陆等一系列动作，成功完成了大侧风起飞、降落等试飞科目，进一步证明了飞机气动布局设计的合理性。后续试飞所需要使用的部分机载设备也在本次试飞中进行了成功的测试。
小知识
什么是桁架支撑翼(TBW）布局?
桁架支撑翼（ Truss-Braced Wing，TBW）布局从外型上看似乎是传统的“筒状机身加机翼”布局，但其采用了桁架结构支撑机翼。同传统的悬臂梁式机翼相比，桁架支撑机翼由于桁架承担了部分载荷，减轻了翼根弯矩，理论上可以更轻；如果在同等重量下，机翼的展弦比可以更大。机翼展弦比越大，升阻比越大、诱导阻力越小，相比传统悬臂式机翼布局，桁架支撑翼布局能够降低10%甚至更高的燃油消耗。此外，桁架的支撑使得机翼翼型可以做得更薄，显著降低跨声速飞行中的波阻，而薄翼型对于实现自然层流也更为有利。
目前，桁架支撑翼布局仅运用在小型通用飞机上，但是，随着世界航空技术的普遍发展，桁架支撑翼布局的优势被重新估量。波音研究与技术部（BR&T）在NASA亚声速超绿色飞机研究项目（Sugar）下提出“跨声速桁架支撑机翼布局（transonic truss-braced wing，缩写为TTBW）”，波音最初设计的创新布局就是“桁架支撑机翼（即TBW）”，但后来研究发现该布局在较高飞行速度中的优异性能，因此增加了“跨声速”的描述，为了同采用低速、支撑杆布局的小型通用飞机区别开来。目前，TBW布局理论研究取得了较大成果，但是如何将TBW的理论优势转化为实际的性能改善仍是航空界面临的重大问题。
“追风”工作室设计的桁架支撑翼布局验证机被命名为“乘风”，其创新性地采用了基于气动-结构-操稳-噪声等多学科优化设计特征的三翼面布局。使用了大展弦比自然层流机翼，极大地降低了飞行阻力；可选翼吊/尾吊发动机的模块化电推进系统，可以根据不同的试飞课题和试飞场地条件灵活变更飞机推重比和动力布局；中机身集中载荷共框设计，有效达到了减重的目的。
工作室对采用这一布局的全尺寸背景机的经济性进行了较为深入的设计论证，并针对性地对该新型布局涉及到的适航条款进行了符合性论证。经过论证得出，此种布局形式具有较大的重心包线范围，采用此种布局的窄体客机相比现役同类型的民用飞机具有相当的机场适应性，但在经济性方面具有代差级别的优势。
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7月29日，“追风”工作室团队在宁夏某地成功开展了第二代翼身融合（BWB）布局缩比验证机的首飞。
试飞前，团队先后进行了超过50次发动机启动试验与控制参数调整，以及超过30次高速滑行试验与刹车系统调校。同时，在首飞之后，团队还对飞机复飞、切换人工控制备份等科目进行了试验。
第二代翼身融合验证机在飞行中表现出了非常优异的气动性能与飞行品质，飞机的起降与巡航实现了全自主飞行，现场各观摩单位专家都给出了极高评价。
此次试飞任务充分验证了该型布局缩比验证机设计计算的可信度。在试飞过程中，团队还优化了控制律逻辑与参数。下一步，团队还将对获得的大量宝贵数据进行分析，为后续广泛开展科研试飞做好技术积累。
小知识
什么是翼身融合（BWB）？
翼身融合（Blended Wing Body，BWB），是一种飞机设计概念。它将传统的机身与机翼结构融合，变成类似飞翼的外形。BWB概念的初衷是通过将发动机、机翼以及机体集成融合为一个升力面来最大化地提升飞机的综合效率。
与常规气动布局相比，BWB具有更轻的结构重量、更高的升阻比、更大的内部装载空间和更低的燃油消耗等显著优势。此外，它的减噪优势极其突出。由于具备较大的结构空间，BWB可以提供比常规布局飞机大得多的噪音屏障。NASA研究表明，应用BWB可获得10%的燃油节省，而BWB的噪音比圆筒-机翼飞机低37分贝。
近年来，美国、英国、法国以及俄罗斯等航空强国高度重视对BWB相关技术的研究。例如，NASA与波音联合开展的X-48项目，空客牵头17个组织历时3年开展了VELA项目，俄罗斯中央流体研究院与波音和空客合作，共同开展对BWB的概念性设计研究。
2015年到2016年间，“追风”工作室开展了第一代翼身融合BWB验证机的研发工作，优化得到的布局形式与当时波音进入全尺寸风洞试验阶段的X-48C验证机在很多方面不谋而合。
此次首飞的第二代BWB验证机的研发工作耗时整整一年，针对不同的试飞科目需求开发了模块化的动力系统，可以灵活选配喷气动力发动机、活塞式发动机和电推进系统。
第二代验证机机体主要结构采用了碳纤维、玻璃纤维、凯夫拉的混杂复合材料，同时根据零部件的外形特点，还选择性地对前缘增升装置和部分次承力结构采用了3D打印技术。COMAC飞机家族式特征的翼梢小翼、电动可收放起落架以及气动刹车等，都是第二代验证机的设计亮点。
特别鸣谢
上述试飞任务受到了珠海天晴航空航天科技有限公司、上海金山无人机飞行服务中心、西部通航等单位的大力友情支持与保障，特此致谢。
感谢中国商飞“翱翔”的支持！
