美國《航空周刊》網(wǎng)站2015年12月14日刊文稱，實現(xiàn)對飛機機翼和尾翼的精確流動控制，特別是對飛機阻力增加非常敏感的流動分離區(qū)的控制能夠帶來降低油耗、減排和降噪方面的巨大收益。歐洲在第七框架下正在開展的“應(yīng)用于下一代機翼的主動載荷和噪聲控制技術(shù)(AFLONEXT)”項目就聚焦于提高一系列減阻、降噪等流動控制技術(shù)的成熟度。
AFLONEXT項目的主要研究內(nèi)容包括降低巡航阻力的混合層流控制、增加起降性能的主動流動控制以及大涵道比發(fā)動機與機翼的集成、被動降噪控制和振動減輕等。項目研究周期4年(2013年6月-2017年5月)，經(jīng)費3700萬歐元。共有來自15個國家的40個合作伙伴參加了研究工作，牽頭單位為空客公司。該項目現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)入第三年，將要開展演示驗證樣件的制造工作。
AFLONEXT項目旨在提高現(xiàn)有的、有前景的流動控制技術(shù)的成熟度，以便在潔凈天空2計劃(歐盟40億歐元的公私合作技術(shù)研發(fā)計劃)中實現(xiàn)這些單項技術(shù)在大尺寸驗證平臺上的集成驗證。AFLONEXT項目下也要開展單項技術(shù)的演示驗證，包括2016年在DLR的空客A320試驗機上進(jìn)行起落架和襟翼的被動降噪技術(shù)飛行驗證，2017年在A320上進(jìn)行混合層流控制垂尾的驗證。
混合層流減阻控制通過前緣開孔吸除低能附面層、延遲轉(zhuǎn)捩?？湛虯FLONEXT項目負(fù)責(zé)人馬丁·瓦利希表示：“A320的混合層流控制垂尾飛行試驗將在2017年第二季度進(jìn)行，2016年將開始相關(guān)樣件制造。”瓦利希還表示：“CFD計算表明，如果在機翼和垂尾上同時使用混合層流控制技術(shù)，預(yù)計可在飛機層面帶來9%的油耗減少，但這還需要飛行試驗的驗證。”除飛行驗證外，AFLONEXT項目將對機翼前緣應(yīng)用混合層流控制進(jìn)行地面驗證。研究人員將在2.5米長的外側(cè)機翼段的前緣集成吸氣系統(tǒng)、防冰系統(tǒng)和屏蔽昆蟲污染的克魯格襟翼系統(tǒng)。瓦利希表示：“這僅是一個地面演示，對機翼前緣層流控制進(jìn)行初步的集成，該技術(shù)在潔凈天空2中將進(jìn)一步發(fā)展。”
空客于1998年在一架A320上進(jìn)行了混合層流控制垂尾飛行試驗，“但那只是一個初級系統(tǒng)，內(nèi)部有許多管路，沒有進(jìn)行集成設(shè)計”，瓦利希表示，“AFLONEXT項目中的混合層流控制系統(tǒng)更加成熟，介于試驗和生產(chǎn)之間的狀態(tài)，我們的目標(biāo)是把該系統(tǒng)最終集成到飛機上。”瓦利希還表示，AFLONEXT項目中的混合層流控制系統(tǒng)并不打算作為現(xiàn)有機型翻新的配置，“A320只是一個開發(fā)中的驗證工具，并不是目標(biāo)飛機。該系統(tǒng)更加適合于中遠(yuǎn)程飛機。”
AFLONEXT項目中的主動流動控制研究主要針對三個機體局部，分別是外側(cè)機翼、發(fā)動機掛架和機翼結(jié)合部、機翼后緣。
對于外側(cè)機翼，主動流動控制能夠?qū)崿F(xiàn)更激進(jìn)的減阻翼梢設(shè)計，預(yù)計降低油耗可達(dá)2%。對傳統(tǒng)高升力系統(tǒng)來說，展開的前緣縫翼外側(cè)邊緣處的流動分離影響了翼梢的流動，同時降低了增升效果。縫翼外側(cè)的吹氣技術(shù)可以改變分離的位置消除影響。
前緣縫翼外側(cè)邊緣的吹氣可以優(yōu)化翼梢設(shè)計提高增升效果
對于發(fā)動機掛架和機翼結(jié)合部，隨著發(fā)動機涵道比的增加，風(fēng)扇的尺寸不斷加大，發(fā)動機和飛機的集成變得愈發(fā)困難，如果不增加機翼離地高度的話，發(fā)動機就要和機翼更近，造成發(fā)動機和機翼之間的干擾更大。為了集成更大的發(fā)動機，機翼前緣縫翼要為掛架留出更大的空間，影響了高升力特性。這項研究內(nèi)容就是在局部應(yīng)用主動流動控制技術(shù)阻止流動分離提高機翼高升力性能。無人機
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