| 智者 | 2011-01-23 14:56 |
癮科學：2025 年的民航機http://chinese.engadget.com/2011/01/18/passenger-planes-of-2025/2癮科學：2025 年的民航機 由 Andy Yang 於 5 days 之前發表 文章分類: 交通 未來的民航機應該長什麼樣子？不同時期有不同的觀念，從巨大化（747、A380）到高速化（HSCT、NGST），到現在的安靜、省油，每個時期都反應了當時人們對航空的理念和需求。為求保持美國未來在航空界的領先地位，美國航太總署（NASA）先是在前年發起了「2035 年的民航機」研究，做為民航業的長期目標，接著又在去年底提供款項，供洛克希德馬丁（洛馬）、波音和諾斯羅普格魯曼（諾格）三家航空業巨擘研究 2025 年的民航機應該是什麼樣子。NASA 開出的基本條件有三個：分別是要能達到音速的 85%、航程 7000 英哩、及攜帶 5~10 萬英磅的旅客或貨物。這個數字和即將進入商業營運的波音 787 差不多，但此外 NASA 對燃油效率和靜音兩方面，有額外的要求。  三家廠商提出的原型機皆相當地不傳統 -- 上圖是洛馬的提案，已經算是最傳統的一個了，但卻有著奇怪的機翼。其實這種稱為 closed wing（封閉式機翼？我找不到可信的中文翻譯）的機翼類型 -- 即機翼翼面呈環狀的設計 -- 並不是什麼新東西，早在 1906 年時就有法國的飛行先驅 Louis Bleriot 和 Gabriel Voisin 做過這樣的設計。就理論上來說，封閉式機翼可以消除「翼尖渦流」這個很大的阻力來源，但一直到今天，我們對封閉式機翼的空氣動力原理的理解遠不若開放式的機翼。所以雖然理論上應該要比較高效，但在實作上還沒能做出一個擁有合理空氣動力效果，並同時有足夠結構支撐的設計來。不過三家廠商中，洛馬在封閉機翼上耕耘已久，包括在九零年代末提出的加油卅運輸機概念。如果說誰最有可能將這個概念實現的話，那還真的非洛馬莫屬了。另外值得一提的，是飛機後端的兩個超高旁通比渦輪扇引擎。傳統飛機受限於機翼離地的高度，無法安裝太大的引擎（737 甚至還必需把引擎「壓扁」才不會離地太近），而洛馬原型機的這個位置則沒這個限制，同時加大的風扇也有助於壓制引擎的音量。  波音的設計則是近年來花了不少心思研究的翼身融合（Blended Wing Body）設計。顧名思義，這種飛機機身的部份和機翼的部份並沒有明顯的區別，整個機身都是機翼的一部份，共同提供飛機升力。波音最早提出的翼身融合概念機，是一架雙層、可以乘座 800~1000 名旅客的怪物，不過因為機身內部空間寬敞，實際上這架飛機並不會比 747 大多少，翼展或許寬些，但長度約只有 747 的 2/3。在這次給 NASA 的提案中，波音看起來只是很簡單的把原型機整體的大小縮了一圈，並且減少了一個引擎而已。在省油上這個設計是過關的，光是翼身融合設計提供的額外升力，就能讓飛機的燃油效率提升 25%，同時裝在機身上方的引擎受到機身和兩側尾翼的阻擋，也可以遮掩引擎的聲響。如果說這個設計有什麼缺點的話，大概就是大部份的人都沒有窗戶（從圖上看來應該是根本沒有窗戶），同時逃身門只能安裝在前方和後方，要通過安全規定恐怕會比較困難。  最後一個設計是諾格的，老實說在三個怪異的設計中，它都算得上是最怪異的一個。如果它真的能飛的話（也好歹給我們一個有藍天白雲當背景的想像圖吧 orz），載客量應該會相當可觀，只是現有的機場設施要如何才能為兩個機身的飛機服務？ 三架廠商某些程度上來說，都跳出了自已傳統的框框。向來最激進的洛馬，這次的設計反而是最保守的一個，而向來最保守的波音，則提出了似乎應該由諾格提出才合理（諾斯羅普有很長的翼身融合飛機歷史）的設計。至於諾格的設計，則激進到像是洛馬的東西。不論如何，三個設計當中看起來對今日的機場來說最友善的，應該是洛馬的設計；波音的設計可能也還可以，畢竟還有 15 年的時間來考慮更動，但諾格的設計會要強迫機場重新設計跑道、登機門和行李運送方式（或許可以用相鄰的兩個登機門？）。這些都不是最終的設計 -- NASA 出資的目的，是希望各公司能一步步的修改，直到一個可行的最終設計出現為止。因此想必在不久的未來，還會有更多（特別是來自諾格）的驚喜囉！ |
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