Кіріспе
Құрамында ұшақ пен қанаттың арасында нақты шекарасы жоқ ұшақ конструкциясы. Қоспалы қанатты корпус (BWB), сондай-ақ аралас корпус, гибридті қанатты корпус (HWB) немесе көтергіш аэродинамикалық корпус деп аталады, бұл қанаттары мен негізгі корпусының арасында анық бөлініс жоқ тұрақты қанатты ұшақ. Бұл ұшатын қанаттан, онда нақты фюзеляж жоқ, және қанаттары жоқ көтергіш денеден өзгеше. BWB конструкциясы құйрықсыз немесе құйрықты болуы мүмкін. BWB-нің басты артықшылығы – сыртқы бетінің ауданын және дәстүрлі қанат-корпус қосылысына байланысты формалық кедергіні азайту. Сонымен қатар, оған кең аэродинамикалық пішін берілуі мүмкін, бұл бүкіл ұшақтың көтергіш күшін жасауға және қанаттардың мөлшерін мен кедергісін азайтуға мүмкіндік береді. BWB конфигурациясы ұшақтарда да, су астығы кемелерінде де қолданылады.
A blended wing body (BWB), also known as blended body, hybrid wing body (HWB) or a lifting aerofoil fuselage, is a fixed wing aircraft having no clear dividing line between the wings and the main body of the craft. This contrasts with a flying wing, which has no distinct fuselage, and a lifting body, which has no distinct wings. A BWB design may or may not be tailless. The main advantage of the BWB is to reduce wetted area and the accompanying form drag associated with a conventional wing body junction. It may also be given a wide airfoil shaped body, allowing the entire craft to generate lift and thus reducing the size and drag of the wings. The BWB configuration is used for both aircraft and underwater gliders.
Тарих
1920 жылдардың басында Николас Воеводский BWB теориясын әзірледі және жел туннельіндегі сынақтардан кейін Westland Dreadnought ұшағы жасалды. 1924 жылы алғашқы ұшуы кезінде ол тоқтап, ұшқышы ауыр жарақат алды, соның салдарынан жоба тоқтатылды. Бұл идея 1940 жылдардың басында Miles M.26 авиалайнері жобасында қайта қарастырылды және зерттеу мақсатында Miles M.30 "X Minor" зерттеу прототипі құрылды. McDonnell XP 67 прототипі де 1944 жылы сынақтан өтті, бірақ күтілген нәтижелерге жете алмады. 1944 жылғы Burnelli CBY 3 Loadmaster Канаданың қалың ормандардағы жұмыстары үшін арналған аралас қанатты конструкция болды. NASA және McDonnell Douglas 1990 жылдары Стэнфорд университеті жасаған, жасанды түрде тұрақтандырылған 17 футтық (5 метр), 6% масштабты BWB 17 моделімен осы тұжырымдамаға оралды. 1997 жылы жасалған бұл модель жақсы басқару қасиеттерін көрсетті. 2000 жылдан бастап NASA қанатының ұзындығы 6 метр болатын қашықтан басқарылатын зерттеу моделін жасады. NASA сондай-ақ Boeing X 48 пилотсыз ұшу аппараты үшін BWB конструкцияларын бірлесіп зерттеді. Зерттеулерге сәйкес, 450-ден 800-ге дейін жолаушы тасымалдайтын BWB авиалайнері отынды 20 пайыздан астам үнемдеуге мүмкіндік береді. N3 X NASA концепциясы отынның жануын, шығарындыларын және шуды азайту үшін таратылған желдеткіштерді басқаруға арналған бірнеше суперөткізгіш электр моторларын пайдаланады. Бұл электр желдеткіштерін қозғалтатын қуат екі қанат ұшында орналасқан газ турбиналық суперөткізгіш электр генераторларымен қамтамасыз етіледі. Болашақтағы ұшақ үшін бұл идея "гибридтік қанатты корпус" немесе кейде "аралас қанатты корпус" деп аталады. Бұл конструкцияда қанаттар ұшақтың корпусына біртегіс түрде үйлеседі, бұл оны өте аэродинамикалық етеді және отын тұтынуды, шуды және шығарындыларды айтарлықтай азайтуға үлкен мүмкіндік береді. NASA мұндай тұжырымдамаларды компьютерлік симуляцияларда және жел туннельдеріндегі модельдер ретінде сынап көру үшін, сондай-ақ осы мүмкін болатын пайдалардың іс жүзінде орындалатынын дәлелдеу үшін әзірлейді.
2020 жылдар
2020 жылы Airbus өзінің ZEROe бастамасының бөлігі ретінде BWB тұжырымдамасын ұсынды және кішкентай ұшақ үлгісін көрсетті. 2022 жылы Bombardier өзінің EcoJet жобасын жариялады. 2023 жылы Калифорниялық JetZero стартапы 250 жолаушы тасымалдауға арналған Z5 жобасын жариялады, бұл жоба CFM International LEAP немесе Pratt & Whitney PW1000G қозғалтқыштарын пайдалануды көздеп отыр. 2023 жылдың тамызында АҚШ Әуе күштері JetZero компаниясына төрт жылдық кезеңде 235 миллион долларлық келісімшарт берді, нәтижесінде 2027 жылдың бірінші тоқсанында толық масштабтағы демонстратордың алғашқы рейсі күтілуде. Келісімшарттың мақсаты – BWB технологиясының мүмкіндіктерін көрсету арқылы Қорғаныс министрлігі мен коммерциялық авиация саласына болашақ әуе платформалары үшін қосымша мүмкіндіктер ұсыну. Осыдан кейін JetZero компаниясы FAA-дан Pathfinder ұшағының сынақ рейсіне рұқсат алды, бұл «қосылған қанатты» демонстрациялық ұшақ, ауа кедергісін және отын тұтынуды айтарлықтай төмендетуге бағытталған. Бұл инновациялық жоба шығарындыларды 50%-ға дейін азайтуға әлеуетті мүмкіндік береді. 2030 жылға қарай толыққанды дамыту жоспарланған JetZero жолаушылар, жүк және әскери мақсаттағы түрлерін жасауды көздеп отыр. Жоба сертификаттау және қолданыстағы әуежай инфрақұрылымымен үйлестіру сынқатарына тап болуы мүмкін.
Сипаттамалары
Қоспаның нәтижесінде пайда болған кең ішкі кеңістіктер жаңа құрылымдық қиындықтар тудырады. НАСА көпіршікпен қапталған, тігілген матадан жасалған көміртекті талшықты композиттік қаптаманы зерттеп жатыр, бұл үздірілмейтін кабиналық кеңістік құруға мүмкіндік береді. BWB пішіні ұшақ корпусының ылғалданған жалпы бетін – ұшақ терісінің бетін азайтады, соның салдарынан терінің кедергісін ең төменгі деңгейге дейін төмендетеді. Бұл сонымен қатар қанат тамырының қалыңдауына әкеледі, бұл дәстүрлі ұшақтарға қарағанда тиімдірек құрылым мен салмақты азайтуға мүмкіндік береді. НАСА гибридтік қанатты корпусқа Ultra High Bypass (UHB) қатынасы бар реактивтік қозғалтқыштарды енгізуді де жоспарлап отыр. Дәстүрлі түтік тәрізді фюзеляж жалпы көтеру күшінің 12-13%-ын, ал BWB-дегі орталық корпус 31-43%-ын қамтамасыз етеді. Ал тар корпусты лайнерлерге жақсы сәйкес келетін аралық көтеруге арналған фюзеляж 25-32%-ды қамтамасыз етеді, бұл отын тиімділігін 6,1-8,2%-ға арттырады.
Популярлы ғылым тұжырымдамалық өнері
2003 жылдың қараша айында Popular Science журналында бірге біріктірілген қанатты корпусқа ие коммерциялық ұшақтың тұжырымдық фотосуреті жарияланды. The Embassy Visual Effects компаниясының суретшілері Нил Бломкамп пен Саймон ван де Лагемат авиация мен әуе саяхатының болашағын бейнелеу үшін журналға арналған суретті компьютерлік графикалық бағдарламалар көмегімен жасады. 2006 жылы бұл сурет Боинг компаниясы 1000 жолаушыға арналған ("Боинг 797") "радикалды біріктірілген қанатты дизайнмен" ұшақ жасағаны туралы жалған электрондық хабарламада пайдаланылды. Боинг компаниясы бұл мәлімдемені жоққа шығарды.