西工大的教授们最近好像特别偏爱海洋动物。8月3日，利用蝠鲼鱼运动原理，西北工业大学航海学院的自主水下航行器团队研制出我国首款滑扑一体自主变形仿生柔体潜航器，外形就像一只“魔鬼鱼”。
现在同一所学校的航空学院的专家团队又在研究翼身融合布局的大飞机上出了国际领先成果，你看这款飞机概念图像不像一头“大蓝鲸”
不开玩笑，如果未来有一架飞机，机身和机翼看起来融为一体，尾翼变小，流线型的宽扁机身看起来像一头蓝鲸，你坐进去就像在蓝鲸的肚子里。这样的飞机，你能想象出来吗？
近日，西北工业大学牵头的国内“翼身融合民机技术研究团队”，在民机相关项目的支持下，经过十多年的潜心研究，在翼身融合布局民机总体综合设计技术方面取得重大原创性研究成果，其部分核心技术指标达到国际领先水平。
24号下午，在西北工业大学国际会议中心，由研究团队基于最新完成的翼身融合布局NPU-300概念方案设计的一架仿真飞机模型真实的出现在了世人眼前。未来不再遥远……
在航空领域，这种机翼、机身融合的飞机，被称为翼身融合布局，简称BWB。而目前国际通用的民航飞机，则是筒身-机翼型传统布局，它是由一个类似圆柱形的机身，再加上机翼、尾翼、发动机等所构成，机身和机翼之间的界限明显。然而，这种传统布局飞机经过数十年的发展，其空气动力效率的发挥已经接近极限。
翼身融合布局的机身和机翼融为一体，极具流线感的外形设计，让该型飞机在空气中具有传统飞机所不能企及的飞行性能，其气动效率高、结构重量轻、装载空间大，不但节能环保，还能有效降低噪音和发动机有害气体排放。
研究团队原负责人、西北工业大学航空学院教授张彬乾：“这个飞机承载相同的运输任务，所需要消耗的燃油大概降低30%-40%，由于翼身融合以后，它的装载空间很大，与波音777相比，飞机的总重基本一致，但是我们的空间载客能力大概是它的1.4到1.5倍，这个飞机发动机是背在飞机的背上，机体本身对这个噪音就有一个屏蔽的作用。
目前，翼身融合民机的一些主要关键技术已经系统开展了地面试验验证，并即将进入关键技术的集成验证和试飞验证阶段。2019年9月和10月，航空学报编辑部分别在中英文版《航空学报》和CJA（Chinese Journal of Aeronautics)专栏发表了这一研究成果。
团队部分核心成员（从左到右陈真利、陶于金、桑为民、张彬乾、李栋、张永杰、刘珊、张怡哲、袁昌盛）
翼身融合民机技术的核心难题——突出高气动效率的同时，满足起降、噪声、应急疏散、舒适性等民航客机必备属性
以西北工业大学为核心的国内翼身融合布局民机研究团队，汇集航空院所、相关高校的优势力量，围绕翼身融合布局民机发展的核心技术挑战，脚踏实地，用长达十多年的时间，攻克了一个个技术难关。
所完成的NPU-300概念方案基本解决了应用可行性问题。经气动数值模拟和风洞试验、应急疏散仿真、飞行模拟仿真等验证表明，该方案不仅具有优异的高速巡航性能，起降性能显著提高；机身两侧均匀布置了8个舱门，很好地满足了90秒黄金逃生标准要求；客舱更少的每排座位设计使之具有良好的乘坐舒适性。整体性能达到了国际先进水平，部分指标处于领先地位。
翼身融合布局民机研究团队原负责人、西北工业大学航空学院教授张彬乾剖析，研制翼身融合布局民机，主要有两个核心问题需要解决，一是设计方案的应用可行性问题，需重点解决如何在突出高气动效率的同时，满足起降、噪声、应急疏散、舒适性等要求；二是翼身融合布局民机特殊形状的增压客舱结构及其减重问题。
研究团队原负责人、西北工业大学航空学院教授张彬乾：“技术最核心就是飞机在提高低速性能的时候如何使高速性能降低，我们把它叫低高速协调设计，这是整个飞机融合设计的最大一个难点，目前来看，我们至少要比国外解决的要早，要好一点儿。”
研究团队成员、西北工业大学航空学院教授 桑维民：“通过一系列的研究，包括控制率的设计，飞行模拟器的构建以及飞行模拟仿真，可以看到概念方案可稳可控，可满足适航要求。”
新技术相比传统机型概念有了质的飞跃
在西北工业大学未来飞行器研究中心，NPU-300仿真模型安静的停放在中心的一角。从侧面看去，这架飞机的“背部”平整光滑，机翼与机身融为一体，“腹部”微微向下鼓起——这便是它的机舱。
正因为这种独特的设计，NPU-300还具有强大的装载能力，设计载客300名或载重40吨、航程13000公里。
（NPU-300机舱内上部为乘客区域，下部为载货区域） 对于这个孕育了十几年的“宝贝”，研究团队如此描述：“从研究结果看，该款概念方案已初步满足了新一代民机经济性、环保性、舒适性、安全性的要求，比目前的筒体-机翼构型飞机具有质的飞跃。”“根据国内外同类型飞机公开的数据来看，我们的NPU-300在诸多性能上，是有较明显优势的。”
坚持自主创新，不迷信、不模仿国外技术
从翼身融合布局民机概念的提出，到核心技术的攻关，再到关键技术突破，以西工大为核心的研究团队，十几年来坚持自主创新的发展理念，团队集中国内大飞机技术研究的主要力量，形成了产学研结合的协同创新机制。西北工业大学与中国商飞、航空工业集团、北京航空航天大学等多家研究机构和院校，强强联合，优势互补，经过长期合作，形成了坚持自主创新、不迷信模仿、追求卓越、团结拼搏的产学研协同创新研究团队，为翼身融合布局民机研究的深入和工程化，培养储备了大量高水平人才。
张彬乾教授与博士生讨论
研究团队原负责人、西北工业大学航空学院教授张彬乾：“人家画虎，我们不能去跟着画猫。关键就在于一定要自主，一定要去找问题，始终不移地往下做。那么它一旦成功了以后，对民营航空市场来说的话，应该是具有颠覆性的这么一种成果。那么对我们老百姓来讲的话，你坐飞机一个花钱更少了，因为它油耗小了，他机票就便宜了。”
新一代翼身融合布局民机技术，是世界民用航空的潜在未来，推进该技术发展将有可能使我国在民用大飞机领域实现跨越发展，成为技术的领跑者和标准的制定者，并带动相关一系列科技产业的发展，提升我国在未来民机市场的核心竞争力。
接下来，翼身融合布局民机关键设计技术的集成与飞行验证工作将进一步展开，研究团队将结合西工大在无人机研究领域的技术优势，加速开展NPU-300缩比无人机飞行验证。
研究团队成员、西北工业大学航空学院教授 桑唯民：“通过前期的风洞的实验验证，飞行模拟机的飞行仿真验证以及数值仿真验证，对我们涉及到的关键技术核心技术得到了一个很好的验证，后期的计划是分阶段分步骤的循序渐进的开展飞行实验验证，预计在2020年底完成试验机的研制和首飞。第二个阶段是开展大尺寸的高速验证机的飞行实验验证,预计在2021年启动相关项目研究。”
研究团队成员、西北工业大学航空学院教授 李栋说：“我们预计用15年左右的时间，分步实施，从较小尺寸的无人机试飞到大尺寸的无人机飞行验证，加速推动翼身融合民机技术的进一步成熟，期望通过关键技术的集成验证，促进翼身融合民机从概念方案和关键技术研究向型号预研的转变，以期尽快为国家大型民用飞机发展服务。”
记者：原 睿
编辑：拓紫云
责编：吴 伟
监制：康乐群
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