翼身,布局,HWB

洛克希德马丁公司对发动机安装在机翼前缘,机翼后缘以及前机身位置时的巡航干扰阻力进行了研究。研究结果表明,发动机短舱安装在机翼后缘有利于提高升阻比,不论什么型号的发动机,发动机安装在机翼后缘上方的空气动力学效率要比翼下安装的常规布局高5%。

目前大家公认的低油耗发动机有三款。第一款是GE公司目前可投入使用的GEnx发动机,第二款是2030可投入使用的罗罗公司的超级风扇概念发动机,第三款是2025年可投入使用的GE公司的开式转子发动机。与C-17和C-5M运输机的发动机相比,第一款、第二款和第三款发动机的燃油消耗率分别要低25%、30%、35%。据洛克希德马丁公司计算,HWB布局的飞机由于空气动力学效率高以及质量轻,比C-17分别安装GEnx发动机、超级风扇发动机、开式转子发动机的燃油消耗要低70% 、75%、 80%。虽然GEnx发动机、超级风扇概念发动机、开式转子发动机的直径大小各异,但通过优化同一架飞机可以根据需要模块化安装不同的发动机。

分析表明发动机安装在机翼后缘上方还有其他的好处。首先短舱前面长长的翼弦可以起到气流导向器的作用,从而减少进气道畸变以及阻挡发动机噪声向地面传播。其次发动机安装在机翼后缘上方可以方便发动机的维修和拆卸,甚至可以在发动机短舱上安装一个小尾翼。最后还有利于升力的产生,发动机吸入气流可以为机翼提供很大的吸升力,类似于安装在翼下的发动机喷出气流打到下偏的襟翼上在翼下形成高压区域,C-17运输机就采用了这种方法。这可使最大升力系数增加15%。

为了提供短距起降能力,类似于洛克希德马丁公司在美国空军研究实验室的速度敏捷项目中研究的短距运输机概念,过剩的燃油容积可以用来进行襟翼吹风产生环流控制。另外还可以像F-35矢量喷管一样,产生垂直升力。

如果C-17按计划在2033年开始退役,那么美国空军将要开始研究下一代战略运输机,因为C-17运输机的研究历时了21年。(中国航空工业发展研究中心张斌)