歴史
NASAのN3-Xコンセプト翼と胴体を一体化した機体というアイデアは、黎明期に考案され、1924年には実物大の航空機で短期間ながら飛行試験が行われた。
1911年から1916年にかけて、フィンランドの学生グループが翼幅3メートル（10フィート）までの模型飛行機を飛ばし、最終的に本質的に安定したブレンデッドウィングボディ設計にたどり着いた。[ 4 ]
1920年代初頭、ニコラス・ヴォイエヴォツキーはBWB理論を開発し、風洞実験の後、ウェストランド・ドレッドノートが製造された。しかし、1924年の初飛行で失速し、パイロットが重傷を負ったため、プロジェクトは中止された。このアイデアは1940年代初頭にマイルズM.26旅客機プロジェクトで再び提案され、それを検証するためにマイルズM.30「Xマイナー」研究試作機が製造された。マクドネルXP-67試作迎撃機も1944年に飛行したが、期待には応えられなかった。
NASAとマクドネル・ダグラスは1990年代にこのコンセプトに再び取り組み、スタンフォード大学が製作した人工的に安定化された17フィート（5.2m ）のモデル（6%スケール）BWB-17を製作し、 1997年に飛行させて良好な操縦性を示した。[ 5 ]： 16 2000年からNASAは翼幅21フィート（6.4m ）の遠隔操作研究モデルの開発を進めた。
NASAはボーイングX-48無人航空機向けにBWB設計を共同で検討した。[ 6 ]研究によると、450人から800人の乗客を乗せるBWB旅客機は20%以上の燃料節約を実現できる可能性があると示唆されている。[ 5 ]： 21
エアバスは、 A320neoファミリーの後継機としてBWB設計を検討している。2019年6月には、MAVERIC（堅牢で革新的な制御の検証と実験のための模型航空機）プログラムの一環として、縮尺模型が初飛行した。エアバスは、このプログラムによってCO2排出量を2005年比で最大50%削減できると期待している。[ 7 ]
NASAのN3-Xコンセプトは、複数の超伝導電気モーターを使用して分散ファンを駆動し、燃料消費量、排出ガス、騒音を低減します。これらの電動ファンを駆動する電力は、翼端に取り付けられた2つのガスタービン駆動超伝導電気発電機によって生成されます。将来の航空機の可能性のあるこのアイデアは、「ハイブリッド翼胴」またはブレンド翼胴と呼ばれることもあります。この設計では、翼が航空機の胴体にシームレスに溶け込んでいるため、非常に空力的に優れており、燃料消費量、騒音、排出ガスの大幅な削減に大きな期待が寄せられています。NASAは、このようなコンセプトを開発し、コンピューターシミュレーションや風洞内のモデルでテストして、考えられる利点が実際に発生するかどうかを検証します。
特徴
融合によって生み出される広い内部空間は、新たな構造上の課題を提起する。NASAは、途切れることのないキャビン空間を実現するために、発泡材で覆われたステッチ加工の布製炭素繊維複合材の外皮を研究している。[ 26 ]
BWB形状は、航空機の外皮の表面積である濡れ面積全体を最小限に抑え、それによって表面抵抗を最小限に抑えます。また、翼根部の厚みを増すことで、従来の航空機に比べてより効率的な構造と軽量化を実現します。NASAは、ハイブリッド翼胴に超高バイパス比（UHB）ジェットエンジンを統合することも計画しています。[ 27 ]
従来の管状胴体は総揚力の 12～13% を支えるのに対し、BWB では中央胴体が 31～43% を支えるのに対し、ナローボディサイズの旅客機により適した中間揚力胴体構成では 25～32% を支え、燃料効率が 6.1～8.2% 向上する。[ 28 ]
潜在的なデメリット
- 緊急時に規制時間内に避難することは困難かもしれない。航空機の形状が広いため、座席配置はコーチスタイルというより劇場スタイルになり、非常口の数が制限される。[ 33 ] [ 34 ]
- 客室には窓がない可能性が高いが、[ 35 ]客室の天井にある天窓から自然光を取り込むことができるだろう。[ 36 ]
- 機体端の乗客は旋回操作中に不快感を感じることがある。[ 35 ]しかし、エアバスA380のようなワイドボディの従来型航空機の乗客も同様に影響を受ける可能性がある。[ 36 ]
- 中央翼ボックスは、乗客用キャビンとして使用するために高くする必要があり、バランスを取るために翼幅を大きくする必要がある。[ 37 ]
- BWBは、同じペイロードに対して空虚重量が大きいため、4時間以下の短いミッションには経済的ではない可能性がある。[ 37 ]
- 翼幅が大きくなると、一部の空港インフラと互換性がなくなる可能性があり、ボーイング777Xのような折りたたみ式の翼が必要になる場合がある。
- 従来の胴体と翼は簡単に伸縮できるため、異なるサイズのバリエーションを作成するために設計を変更する方がコストがかかる。[ 37 ]
- 低速時のピッチ制御と揚力性能は、ブレンデッドウィング設計にとって課題となってきた。JetZeroは、Z-5 BWBコンセプトのためにこれらの問題に対処する斬新な着陸装置設計を提案している。[ 11 ]
ブレンデッドウィングボディ機のリスト
ノースロップBAT無人航空機を上空から撮影参考文献
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さらに読む
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- ブレンデッドウィングボディコンセプト。AVD20112012。2012年5月4日。2021年12月21日にオリジナルからアーカイブ済み– YouTube経由。
- 「X-48のハイライト」。NASA 。 2013年4月18日。 2017年7月8日にオリジナルからアーカイブ済み。2011年2月1日に取得。
- Jörg Fuchte; Till Pfeiffer; Pier Davide Ciampa; Björn Nagel; Volker Gollnick (2014年9月) 「ブレンデッドウィングボディの収益空間の最適化」(PDF)。国際航空科学会議第29回会議(ICAS 2014)。
