本田新型喷气飞机 减少油耗 20%


  本田公司已经快要将其第一架喷气式飞机推向市场了,这款飞机使用燃料比同样尺寸的飞机减少20%,同时也飞得更快。这架样机是本田的轻型飞机,能容纳五至六位乘客,定于明年上市销售,在上月进行了首次飞行。

  这款飞机广泛使用复合材料,结合碳纤维和树脂,降低了飞机的重量。到目前为止,这些材料很少用于商务飞机,虽然它们已经普遍用于小型国产专机。它们也开始看到更多的用途,这是因为大型喷气机制造商,比如空中客车公司和波音公司,这些公司都在想法降低油耗。

  这种复合材料使本田不仅降低了飞机的重量,也赋予它一个独特的形状,可以减少阻力。新设计的飞机也包括把发动机安装在机翼上部,而不是它下面或在机身上。这有助于减少高速飞行时的阻力,藤野道格(Michimasa Fujino)说,他是本田飞机公司首席执行官,这家公司是本田汽车公司的子公司。

  这种造型的机身和机翼使空气流动更加平滑地经过飞机表面。这种平滑流动的空气称为自然层流(natural laminar flow),它通常是限于商务飞机的一小部分表面。空气在其余表面就是湍流,会造成阻力。本田寻求延长多长的平流(laminar flow),取决于沿机身和机翼延伸多长。这种造型的飞机,特征是有一些细微凸起位于机头和机翼,从而创造“一种非常复杂的压力分布,”藤野说。空气流过这些凸起,首先是加速,然后是减速,然后再次加速,他说,这样形成的一些区域就具有高压和低压。这种变化的压力实质上是“吸抽着层流趋向机翼末端,”他说。

  复合材料是实现层流的关键,马克·德莱拉(Mark Drela)说,他是麻省理工学院航空航天学教授,因为这些材料带来了更平滑、更均匀的表面,这是铝铆接板不可能的。藤野指出,它们是重要的,因为可以创造精确的造型,这是设计所需要的。

  把发动机安装在机翼上部还有助于减少阻力,特别是在高速飞行时。飞机接近音速时,空气流动在机翼部分区域会达到超音速速度,这会极大地增加阻力(这种现象称为波阻)。在这一位置安装发动机有助于减慢流动的空气,这样,在机翼的这一部位,就会使波阻不发生作用,从而使飞机飞得更快。避免波阻的重要性也在于可以让飞机飞得更快,超过其他飞机,而使用的燃料更少。这架飞机可以飞420节,约每小时780公里,这就快了约每小时80公里,这是对比同等大小的其他飞机而言。

  携手通用电气,本田开发的新型飞机引擎进一步提高了效率。对比引擎前方空气压缩与内部涡轮机的空气压缩,比率是非常高的(这类似于增加汽车发动机压缩比以提高效率)。藤野估计,大约半数的燃料节约来自延伸自然层流,其余的大部分节约来自全新的发动机,以及把引擎安装在机翼上部。

  这架飞机要安静20分贝左右,这是对比其他同等大小的飞机,部分原因是由于机翼使发动机噪音不能到达地面。因为飞机更安静,就可以获准飞更多机场,就是指机场处于拥挤的地方,比如洛杉矶。

  藤野说,这架飞机的基本设计原则可以用于更大的飞机,尽管有一个限度,限制着飞机能有多大,而且仍然可以实现平流。在大型商业飞机的整个表面,气流会是乱流,德莱拉说。本田没有透露未来计划中的更大的飞机。