南航学生睢宁仲克穷设计未来飞机

仲聿修

南航学生睢宁仲克穷设计未来飞机

设计者：南京航空航天大学学生 仲克穷

 

南航学生睢宁仲克穷设计未来飞机

南航学生睢宁仲克穷设计未来飞机

客容量大
    这架名为“终极宽体之梦”的超宽体客机采用三机体设计，这种设计毫无疑问的大大提升了飞机的运载能力。同时相比“飞翼”形飞机这种设计最大的好处就是在升力不变的情况下，减小迎风面积。主机体为三层设计，上两层为客舱，底层为货运舱，整机的长度与A380相仿，综合三机体设计的特点整机的载客量约为A380的2.7倍左右（左右机身稍小）。然而载客量的增加必将引起机翼面积的增加，从而进一步导致翼展的增加，这也将直接导致该机无法在正常的机场起降，因此，该机采用了箱式机翼的设计，将机翼上翻，很好地解决了这一问题，同时也削弱了翼稍的抖动。

安静
   飞机的起降会在周边环境中造成巨大的噪声，对机场周围人的生活会产生巨大的影响，同时，地面地勤人员的听力下降问题也越来越得到人们的关注。
该机的设计指标之一就是将噪声由原先的95分贝降到70分贝，由于人耳对噪声的敏感性不是线形的，要达到降低25分贝这一标准就要将噪声的能量源的能量降低到原来的百分之二。为了达到这一目标，该机采用了如下几个措施。

i首先，飞机采用了前机翼翼身融合的方案和后机翼远离机体的设计，这样可以减少机身和机翼与气流的摩擦所引起的噪音；

ii其次，对于掌控飞行器噪音能量最大量的发动机来说，解决发动机的噪音问题将会使整个问题变得简单，发动机利用曲轴使两组低速风扇共同推动一个发动机核心，从而代替原有的单风扇设计，风扇和转子之间由齿轮轴连接，其中一个风扇为主风扇，另一个为辅助风扇齿轮连接处有一个变矩箱，可以调节辅助风扇的转速，使发动机呼吸平稳，燃料充分燃烧。这样不仅降低了转速，也提高了燃油的效率，该发动机还采用了开放转子的设计，将开放转子与多风扇相结合将会使反动机噪声降低45%左右，同时大大提升了发动机的寿命；

iii最后前发动机采用上置设计，这样可以利用宽大的上翼面反射噪音，尽量使得到达地面的噪声最小。此外这样的设计还可以推迟上翼面空气的不利分离，使飞机获得更大的升力。
 

节能
i良好的气动外形使其拥有较小的正面空气阻力，这使得发动机在不加力的情况下进行高速巡航。
ii发动机采用开放转子设计，这一技术将在未来5~10年内成熟，未来将会以其强大的油料适应能力成为第一个使用混合生物动力的发动机。与多风扇的结合，发动机的推力上升为现有大推力发动机的1.9倍左右，噪声减小45%，燃油效率将提高50%、氮氧化物排放量将降低75%、二氧化碳排放量将降低50%。
iii前发动机的喷口采用消声鲨腮设计，发动机的上蒙皮由非隔声材料制成，这使得发动机的噪声向上反射。
iv后发动机采用可变喷口设计使其能由飞行状态自由配比其动力，达到节能的目的。
v飞机将采用很多复合材料以减少整机重量，如机翼的大部分面积都将使用碳纤维，达到减小油耗的目的。

安全舒适
整机设计突出的是以人为本的理念。
i主机体的下层客舱前段为打理区，机组人员将为乘客提供打理服务，每位乘客都可以在长途旅行之后仍然精神焕发，使自己有一个很好地精神面貌，同时可以使您下机的时候就可以马上参加任何重要的会议；
ii飞机的内部不再像以前一样充满了人造皮革的气味，机舱中会种植很多植物，同白天的照明方式相同植物生长所需的阳光将由光缆有机舱表面导入舱内，舱内的植物会时刻让乘客感觉清新；
iii该机还为乘客提供逃生座椅，设计如图，紧急时刻，座椅后面的舱盖关闭形成一个独立的生保舱，然后由座椅下部或左右的通道由滑轨脱离飞机，然后打开降落伞，实现软着陆。因航空事故率极低，配置这一套设备也许到大多数飞机退役都不会有用，因此好多飞机制造商认为器没有必要，只会增加成本。为了减小成本，座椅的市场开发将采用复印机的市场模式1）该生命维持座椅采用同排共用一套生命维持设备，2）同时通过精心的研发减小零件生产难度和数量，使其具有百年后翻新在使用的能力，3）通过租赁的方式由航空公司租有。通过以上这些措施使座椅具有实用性，使得乘客生命保障度达到接近100%；
iv飞机内设有Wi-Fi服务，这样航空旅行不再枯燥无味，你可以尽情的在旅途中享受网络的乐趣也可以不耽误您的工作；
v降落时的颠簸会给很多乘客带来不适，起落架的设计如图，起落架采用搭配型轮胎组合，大轮胎为主承重轮，(i)小轮胎为应力轮，用于提供主动力，使降落更加平稳。(ii)为感受轮，通过感受将路一瞬间地面带给其的冲击力将数据传入电脑，由电脑决定调节轮主动作用力的大小和作用力的变化曲线。
   笔者认为高超音速民机的制造不仅存在近期难解决的技术难题，更重要的是难以在乘客舒适性和噪声方面和亚音速飞机相比，从整机结构上改动较大，生产线和生产工艺与现代航空工业脱节，很难实现生产，相比高超音速的方案，终极宽体之梦保留了更多的现代航空制造工艺，而且“协和”较低的经济效益也证明了亚音速已经能够满足人们日常的出行需要，所以我认为900km/h的时速为一个较实际的数字。
   基于现在展望民用飞行器的下一页，浅薄地对民机发展的下一步提出自己的见解，希望设计能得到大家的认可。

仲坤（南京）

厉害{:soso_e179:}

仲婷婷（广元）

{:soso_e179:}厉害，仲氏家人才辈出！