美國(guó)《航空周刊》網(wǎng)站2015年12月14日刊文稱，實(shí)現(xiàn)對(duì)飛機(jī)機(jī)翼和尾翼的精確流動(dòng)控制，特別是對(duì)飛機(jī)阻力增加非常敏感的流動(dòng)分離區(qū)的控制能夠帶來降低油耗、減排和降噪方面的巨大收益。歐洲在第七框架下正在開展的“應(yīng)用于下一代機(jī)翼的主動(dòng)載荷和噪聲控制技術(shù)(AFLONEXT)”項(xiàng)目就聚焦于提高一系列減阻、降噪等流動(dòng)控制技術(shù)的成熟度。
AFLONEXT項(xiàng)目的主要研究?jī)?nèi)容包括降低巡航阻力的混合層流控制、增加起降性能的主動(dòng)流動(dòng)控制以及大涵道比發(fā)動(dòng)機(jī)與機(jī)翼的集成、被動(dòng)降噪控制和振動(dòng)減輕等。項(xiàng)目研究周期4年(2013年6月-2017年5月)，經(jīng)費(fèi)3700萬(wàn)歐元。共有來自15個(gè)國(guó)家的40個(gè)合作伙伴參加了研究工作，牽頭單位為空客公司。該項(xiàng)目現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)入第三年，將要開展演示驗(yàn)證樣件的制造工作。
AFLONEXT項(xiàng)目旨在提高現(xiàn)有的、有前景的流動(dòng)控制技術(shù)的成熟度，以便在潔凈天空2計(jì)劃(歐盟40億歐元的公私合作技術(shù)研發(fā)計(jì)劃)中實(shí)現(xiàn)這些單項(xiàng)技術(shù)在大尺寸驗(yàn)證平臺(tái)上的集成驗(yàn)證。AFLONEXT項(xiàng)目下也要開展單項(xiàng)技術(shù)的演示驗(yàn)證，包括2016年在DLR的空客A320試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行起落架和襟翼的被動(dòng)降噪技術(shù)飛行驗(yàn)證，2017年在A320上進(jìn)行混合層流控制垂尾的驗(yàn)證。
混合層流減阻控制通過前緣開孔吸除低能附面層、延遲轉(zhuǎn)捩。空客AFLONEXT項(xiàng)目負(fù)責(zé)人馬丁·瓦利希表示：“A320的混合層流控制垂尾飛行試驗(yàn)將在2017年第二季度進(jìn)行，2016年將開始相關(guān)樣件制造。”瓦利希還表示：“CFD計(jì)算表明，如果在機(jī)翼和垂尾上同時(shí)使用混合層流控制技術(shù)，預(yù)計(jì)可在飛機(jī)層面帶來9%的油耗減少，但這還需要飛行試驗(yàn)的驗(yàn)證。”除飛行驗(yàn)證外，AFLONEXT項(xiàng)目將對(duì)機(jī)翼前緣應(yīng)用混合層流控制進(jìn)行地面驗(yàn)證。研究人員將在2.5米長(zhǎng)的外側(cè)機(jī)翼段的前緣集成吸氣系統(tǒng)、防冰系統(tǒng)和屏蔽昆蟲污染的克魯格襟翼系統(tǒng)。瓦利希表示：“這僅是一個(gè)地面演示，對(duì)機(jī)翼前緣層流控制進(jìn)行初步的集成，該技術(shù)在潔凈天空2中將進(jìn)一步發(fā)展。”
空客于1998年在一架A320上進(jìn)行了混合層流控制垂尾飛行試驗(yàn)，“但那只是一個(gè)初級(jí)系統(tǒng)，內(nèi)部有許多管路，沒有進(jìn)行集成設(shè)計(jì)”，瓦利希表示，“AFLONEXT項(xiàng)目中的混合層流控制系統(tǒng)更加成熟，介于試驗(yàn)和生產(chǎn)之間的狀態(tài)，我們的目標(biāo)是把該系統(tǒng)最終集成到飛機(jī)上。”瓦利希還表示，AFLONEXT項(xiàng)目中的混合層流控制系統(tǒng)并不打算作為現(xiàn)有機(jī)型翻新的配置，“A320只是一個(gè)開發(fā)中的驗(yàn)證工具，并不是目標(biāo)飛機(jī)。該系統(tǒng)更加適合于中遠(yuǎn)程飛機(jī)。”
AFLONEXT項(xiàng)目中的主動(dòng)流動(dòng)控制研究主要針對(duì)三個(gè)機(jī)體局部，分別是外側(cè)機(jī)翼、發(fā)動(dòng)機(jī)掛架和機(jī)翼結(jié)合部、機(jī)翼后緣。
對(duì)于外側(cè)機(jī)翼，主動(dòng)流動(dòng)控制能夠?qū)崿F(xiàn)更激進(jìn)的減阻翼梢設(shè)計(jì)，預(yù)計(jì)降低油耗可達(dá)2%。對(duì)傳統(tǒng)高升力系統(tǒng)來說，展開的前緣縫翼外側(cè)邊緣處的流動(dòng)分離影響了翼梢的流動(dòng)，同時(shí)降低了增升效果?？p翼外側(cè)的吹氣技術(shù)可以改變分離的位置消除影響。
前緣縫翼外側(cè)邊緣的吹氣可以優(yōu)化翼梢設(shè)計(jì)提高增升效果
對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)掛架和機(jī)翼結(jié)合部，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)涵道比的增加，風(fēng)扇的尺寸不斷加大，發(fā)動(dòng)機(jī)和飛機(jī)的集成變得愈發(fā)困難，如果不增加機(jī)翼離地高度的話，發(fā)動(dòng)機(jī)就要和機(jī)翼更近，造成發(fā)動(dòng)機(jī)和機(jī)翼之間的干擾更大。為了集成更大的發(fā)動(dòng)機(jī)，機(jī)翼前緣縫翼要為掛架留出更大的空間，影響了高升力特性。這項(xiàng)研究?jī)?nèi)容就是在局部應(yīng)用主動(dòng)流動(dòng)控制技術(shù)阻止流動(dòng)分離提高機(jī)翼高升力性能。無(wú)人機(jī)
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