NASA提出使BWB布局滿足遠期雜訊要求的潛在技術

洛馬公司的的翼身融合飛機方案

到目前為止，翼身融合（BWB）布局（NASA也將其稱為混合翼身布局，HWB）顯示出了最大的降噪潛力，但之前的研究表明它還無法滿足雜訊指標。如今，NASA進一步開展了BWB布局的降噪技術研究，提出了一些能使BWB布局滿足遠期（2035年）雜訊要求的潛在技術。

2015年結束的NASA環境負責任航空（ERA）項目表明，BWB是截止目前發現的最安靜布局。到2025年，BWB布局可實現相比FAA36部第4階段累積雜訊裕度40.4EPNdB。ERA項目瞄準的是中期（2025年）環保目標（相比FAA36部第4階段累積雜訊裕度42EPNdB），因此301座級的BWB布局稍稍未達標，但相比同等尺寸的先進管狀機身加機翼布局雜訊水平低22.1dB。

目前，NASA已經識別出一些額外技術，預計2035年應用後可實現累積雜訊裕度50.9EPNdB;同時，相比777大小的飛機，可將暴露在85dB以上雜訊等級地區的面積縮小94.4%。縮小如此大的雜訊暴露面積需要從發動機、起落架、高升力系統到飛發集成等各方面著手解決雜訊產生和傳播問題。

在NASA蘭利研究中心高級研究工程師拉斯·托馬斯的帶領下，NASA開始了瞄準2035降噪目標（相比FAA36部第4階段累積雜訊裕度52EPNdB）的技術研究。托馬斯今年6月在丹佛舉行的AIAA航空年會上公布了部分研究成果。一些技術涉及齒輪傳動渦扇發動機，包括拓展到進氣道唇口的聲襯，更短、更輕、阻力更小的短艙；聲襯還用到了核心噴管上以吸收燃燒室低頻雜訊；將外涵氣流分成兩股的分流器進行了加厚，後部管道和分流器也進行了重新設計以改變風扇雜訊的指向、增加屏蔽效果。

BWB布局雜訊降低的主要貢獻來自於機身對風扇和噴流雜訊的屏蔽。托馬斯在HWB-FT-2017方案中對屏蔽效果進行了進一步的優化。採用橢圓風扇噴管減小噴管尖端距離機身表面的距離、增加屏蔽效果；風扇噴管採用負角度斜接(底部更長)具有增加機體下部陰影面積的效果；垂尾根部面積增加則可屏蔽側向雜訊。

從HWB-2016（上）和HWB-FT-2017（下）的對比發現，HWB-FT-2017採用了起落架艙，垂尾根部延長，帶V型尾噴口的橢圓、傾斜噴管等措施

從HWB-2016方案到HWB-FT-2017方案對降噪貢獻最大的則是起落架和高升力系統。ERA項目中研究的新布局高升力系統都採用了前緣克魯格襟翼以實現層流流動。克魯格襟翼從機翼下表面展開可以在起降階段保護機翼前緣不受昆蟲和其它污染物影響。但是襟翼展開機構、展開後的凹槽部分都是新的雜訊源。

主起落架艙降低了雜訊產生量和機體對雜訊的反射，上圖中左側展開的克魯格襟翼內凹的部分有填充物和順流向布置的托架

在HWB-2016方案中，襟翼托架垂直於機翼前緣，導致很強的橫流和雜訊；HWB-FT-2017方案中將托架重新順流向布置，降低了橫流雜訊。襟翼內部的凹槽也填充了柔性表面以起到整流和降噪作用。2016年，波音和巴航工業在E170環保驗證機上對傳統前緣縫翼填充物進行了飛行測試，結果顯示可降低雜訊10dB。

此外，起落架是飛機進近時的最大的雜訊源，也是進一步降低系統級飛機雜訊的障礙之一。BWB布局的一大好處是，採用翼上安裝發動機可將起落架長度縮短，從而減小雜訊。HWB-2016方案使用了起落架局部整流降低雜訊。HWB-FT-2017方案採用更大的起落架艙，只將機輪暴露在外，類似於軍用運輸機的側面安裝起落架。新的起落架艙進一步降低了雜訊的產生和機體下表面對雜訊的反射。

托馬斯和它的合作夥伴表示，他們的研究表明上述降噪技術都很有潛力使BWB布局滿足遠期（2035年）環保目標，但他們警告說，其中的任何一項技術都不能直接應用於其他非常規布局。（航空工業信息網）

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