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全新航空推进器技术正在测试中

科普小知识2022-07-30 08:28:19
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本报北京12月9日电(记者聂)据美国国家航空航天局官方网站近日报道,美国国家航空航天局格伦研究中心的工程师正在测试一种新的飞机发动机技术——边界层吸力式推进器。这项新技术有望将最先进发动机的燃油效率再提高4%至8%,帮助航空业进一步降低油耗、飞行成本和温室气体排放。

现有喷气式飞机的发动机通常远离机身,以避免吸入飞机表面上缓慢移动的空气层(通常称为边界层)。然而,为了减少燃料消耗,新设计的技术工作在相反的方向。发动机首次安装在飞机表面,通过吸入边界层气流来推动飞机完成飞行。

这一微小的设计变化听起来对工程师来说是一个巨大的挑战:新的设计将导致边界层气流高度弯曲,从而影响风扇的运行和性能。因此,有必要重新设计性能更强的风扇。为了克服这些挑战,美国航天局设计并建造了一个8米×6米的跨音速风洞,一种结合附面层吸气装置和风扇进气装置的新型螺旋桨首次进入试验阶段。

美国航天局将通过改变风速、边界层厚度和风扇运行来测试这些因素对螺旋桨性能、可操作性和结构的影响。测试结果将由美国国家航空航天局及其合作伙伴私人航空公司分享,并用于设计更多尖端的新飞机。格伦研究中心的专家大卫·艾伦说,在测试之前,他们已经精心准备了好几年。许多来自航空企业、美国航天局和学术机构的专家参与了螺旋桨的设计和分析。“详细的分析结果表明,边界层吸力式推力器有可能大大提高飞机的燃油效率,并证明这种设计也能减轻飞机的张力和重量。”

为了获得试验所需的更大模型空间,格伦研究中心的工程师多次调整了超音速风洞的尺寸,并设计和修改了边界层控制系统和试验能量供应模式。美国国家航空航天局高级航运技术中心项目主任吉姆·海德曼自豪地说,“我们创造了一种独特的测试能力。只有我们能在美国测试边界层吸力推进装置。”