Varför finns det inga blandade vings passagerare flygplan i drift?

Alla studier som hittills visade en fördel för blandade vinge kroppar (BWB) var bristfälliga.

Det mest använda tricket är att jämföra en befintlig flyglinje med en hypotetisk BWB som använder lika hypotetiska motorer med förbättrad effektivitet, som vad som kan förväntas 20 år i framtiden. Detta maskerar ineffektiviteten i BWB-konceptet och gör kombinationen framåt.

BWB kommer alltid att ha mer ytare än en jämförbar konventionell design. Detta medför mer friktionsdrag och mer hudmassa, vilket mer än förskjuter någon fördel som ges av den större vingsroten (vilket bidrar till att minska vingspånmassa). Om du gillar riktiga data använder du Avro Vulcan som en tidig BWB och jämför den med dess samtidiga. Observera att designade försök för ett flygbolag baserat på Vulcan ( typ 722 Atlanten ) gick ingenstans.

Varför publiceras dessa BWB-studier? Författaren får mer uppmärksamhet när han / hon hävdar ett "revolutionärt genombrott" än när han / hon är mer ärlig och medger att konceptet är en dud. Även Boeing eller Airbus tycker om att publicera BWB-studier, så att allmänheten får det intryck de står inför konkurrensen. Det är sjuk att läsa sådana akademiskt oärliga studier - du måste spendera tid för att gräva till botten av saken och att riva upp tomten; Men när du har gjort det här några gånger blir de alla lika. Men jämfört med studier som gjorts för 60 eller 80 år sedan, där författaren faktiskt listar vad han gjorde och varför det inte fungerade (vilket är det enda sättet du kan lära dig), är de moderna studierna slöseri med tid.

Liksom alla andra tekniska artefakter är flygplan en kompromiss mellan design, uppdragsprofil, aerodynamik, flygdynamik, strukturer, kraftverk, system, underhållskrav, flygplatskrav etc. Som det visar sig var Jack Northrop rätt: Flyga vingar och blandade vinge design är den mest aerodynamiskt perfekta lösningen för subsoniska tunga flygplan med en extra fördel av en mycket låg radar tvärsnitt som är idealisk för militära applikationer.

När jag var intern i Boeing i Everett, WA tillbaka 2000, ansåg vi tanken på flygvingar för civila transporter. Medan aerodynamiken gör dem väldigt tilltalande att designa och bygga finns det flera tillagda bekymmer som tillsammans hindrar ytterligare utveckling av en kollektivtrafik i denna konfiguration.

EASE OF ASSEMBLY - Det är lättare att montera en semi monococque fuselage och vinge lådan i motsats till en enda, stor vingebox med en stuga inuti.

NÖDVAKTNING - Den största nackdelen med storskaliga flygvingar är att de har mindre ytor tillgängliga för att bygga ingångs- och utstigningsdörrar, vilket gör det svårt att snabbt flyga flygplanet i en nödsituation. Som en målestok kan en A-380 evakuera en total manifest på 700 personer om några minuter, men flygkroppen rymmer inte mindre än 16 nödutgångar utrustade med flyglidor / flottor för att göra detta. Nämnda antal utgångar är inte möjliga på en flygande vinge, vilket gör det svårare och farligt att utföra en evakuering i en nödsituation.

UNDERHÅLL FÖR UNDERHÅLL - Konventionella flyglinor innehåller sina motorer och system i lättillgängliga fack längs de nedre delarna av skrovet och vinge- eller svanspylonen. På en flygvinge är dessa system begravd djupt in i strukturen där de inte är lättillgängliga.

LUFTFÖRVALTNINGSFRASTRUKTUR: Flygvingarna kommer att ha mycket stora spänningar, vilket skjuter de dimensionerande gränserna för befintliga landningsbanor, taxibilar, rampsförkläden, terminalportar, etc. Placera gränser på flygplatser som kan rymma dessa flygplan. Detta har en direkt effekt på operativ flexibilitet för flygbolagen som vill maximera optimala vägar, stora mängder betalande persontrafik mm.

Den inre volymen som trycksätts kommer att vara ganska stor. Att använda en cylinder inuti Blended Wing Body (BWB) som paxfack är genomförbart. Viktböjlighet, struktur ökar för belastningar som är inblandade i trycksatta utrymmen (passagerare och kritisk last).

Med hänsyn till underhåll lämnar kompositstrukturer inspektioner och reparationer av ytor med sammansatta kurvor och kritisk ytfinhet mycket att önska. En av dessa långsiktiga kostnader: bränsleförbrukning. Flygbolag uppmärksammar detta eftersom det är den största långsiktiga utgiften. Kan vara ett plus om sätesmilekostnaden visar sig.

Insurance. Inga befintliga jämförbara flygplan att jämföra det med. Vad tycker du att täckningen kommer att kosta? Revisorer och statistiker är inte dårar. Historiskt sett har flygplandesign alltid överträffat kraftverkens kapacitet. Kommer att behöva överväga mönster med befintliga kraftverk i åtanke. SR-71 flög först med J-75s eftersom J-58 inte var där ännu. Tänk inte ens vad som kommer att bli ett kraftverk på tjugo år.

Dispatchtillförlitlighet måste beaktas för alla faser av designen. Att montera motorerna högt uppe på BWB kommer att göra snabba motorförändringar, än mindre före och efter inspektioner efter flygning, mycket på min lista över favorit saker att göra. Markservice infrastruktur kommer att behöva mycket tanke.

Var föreslår du att lagra bränsle i strukturen? Bredvid passagerarutrymmet? Självlastningsfrakten kommer inte att tycka om det.

Effektiviteten i marginalkontrollytan kommer att begränsa det tillåtna vikt- och balansomslaget. Förflyttning av bränsle för att rymma rörelsen av självlastande last och placering av lastfri last ökar komplexiteten. inte acceptabelt. Flygbolag bor på KISS Principal .

Flygbolagstillverkare och flygbolag av alla slag har funderat på BWB-flygplan i tjugo år och har ännu inte satt i bruk. Fråga dig själv varför.

Normal singel eller ens tvillingroder fungerar inte med en flygande vinge. Detta beror på en längd / vingspänningsförhållande. Normala flygplan har en längd / vevspänningsförhållande på mer än 1. Flygelen å andra sidan har förhållandet mindre än 1. För att lösa detta problem måste formgivaren antingen förstora roret eller lägga till mer roder. Upp till 4 i YB-49 till exempel. Men den här förstoringen eller tilläggsröret ger också extra drag, vilket därigenom negerar den lågdragna fördel som den flygande vingen antar att ge.

För rodless design är problemet yaw stabilitet. För att åstadkomma yaw-kontroll, använder rudlösa flygplan något slags differentialbromssystem. Problemet är att detta system inte ger statisk stabilitet som ett roder tillhandahåller. För att skapa en viss del av yaw-stabiliteten måste differentialbromssystemet justeras regelbundet under hela flygets varaktighet. Utfört manuellt, detta skulle ha tröttat på piloten snabbt. Så ett rudlösa flygplan kräver någon form av autonoma FCS att hantera detta. Detta automatiserade system står för extrakostnaden och lägger till en extra punkt vid fel. Detta begränsar användningen av denna typ av design till en militär endast och inte de kostnadsmedvetna kommersiella flygbolagen.

Det första steget skulle vara en militär transport från BWB. Den X48B / X48C skalade dronorna hjälpte till att förstå många problem som hör samman med kontrollen. B2 bomber kostnaden var mestadels ett resultat av tidigt stealth material, tidig storskalig användning av kompositer. Om en B2 skulle omstruktureras med nuvarande smygmaterial och reducerade kompositkostnader skulle det kosta en bråkdel av det värdet att bygga. Den återstående stora utmaningen med stora BWB-flygplan är trycksättning. Rör- och vingeformen är mycket lättare att trycka på (vingen är inte trycksatt rör är en av de enklaste formerna för tryckning). BWB-flygplan verkar ha större yta, men det är inte sant jämfört med ett flygplan med samma last / pax kapacitet. Också vad som är viktigt är inte total yta utan snarare total lift jämfört med totalt drag. En höglyftande kropp med mindre drag: Hissförhållandet möjliggör kryssning i högre höjd vilket avsevärt skulle minska bränslekraven. Föreslagen BWB-flygplan är ungefär densamma som en A380, med en mycket kortare längd, mycket bredare hytt, förmåga att transportera last längre ut i vingen. En A380 har 4 ganska stora turbofanmotorer. En BWB av samma storlek skulle ha 3 likformiga turbofans i bakre rörelsen.

Den första djupstudien av Lifting Fuselage Configuration i 80 år från David Singg vid University of Toronto visar att LFC har dubbelt så mycket bränsleförbränningen av BWB / HWB jämfört med röret och vingen. Bevisning av det arbete som gjordes av Texas född Vincent Burnelli från 1921 till 1964. Google Burnelli-flygplan.

Rapportera länk ... länk

BWB var ett bra steg framåt från röret och vingekonfigurationen men nu har den mest effektiva och användbar designen uppstått. Även detta garanterar inte produktion. Precis som BWB inte har accepterats eftersom det är för radikalt en design, tar Lifting Fuselage år för att vinna acceptans. Mer forskning att komma.