核動(dòng)力雙體子母式乘波客機(jī)

1、核動(dòng)力雙體子母式乘波客機(jī)核動(dòng)力雙體子母式乘波客機(jī)核動(dòng)力雙體子母式乘波客機(jī)核動(dòng)力雙體子母式乘波客機(jī)核動(dòng)力雙體子母式乘波客機(jī)回首這一百多年來的飛機(jī)發(fā)展歷程，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)主流大中型民航客機(jī)的設(shè)計(jì)始終相對(duì)保守。從早期的B707到最新的A380和B787，幾 乎都有著相似的外表流線型的機(jī)身、優(yōu)雅修長(zhǎng)的機(jī)翼。反觀在技術(shù)層面上身手不凡的Tu-144和“協(xié)和”客機(jī)，卻都在失事后相繼淡出藍(lán)天的角逐。也許這 就是民航領(lǐng)域所追求的“安全、經(jīng)濟(jì)、舒適、環(huán)?！钡纫蛩夭┺牡淖罱K結(jié)果。展望航空新世紀(jì)，隨著科技進(jìn)步和社會(huì)需求，必將能召喚出全新的民航機(jī)。我設(shè)計(jì)的是一種于2050年前后投入運(yùn)營(yíng)的核動(dòng)力的雙體子母式乘波客機(jī)， 定名為

2、“環(huán)球快線”?！碍h(huán)球”體現(xiàn)了該機(jī)全球抵達(dá)的能力，具有無限航程；“快”體現(xiàn)了該機(jī)的高速巡航飛行的能力；“線”又與“環(huán)”相呼應(yīng)，體現(xiàn)了該機(jī)全新 的服務(wù)模式，即以“環(huán)形”航線或“總線式”航線取代現(xiàn)在的“點(diǎn)到點(diǎn)”式的航線運(yùn)營(yíng)一.總體設(shè)計(jì)概述1、現(xiàn)在的民航市場(chǎng)持續(xù)走俏，一方面可以加大航班密度，但會(huì)讓本已繁忙的機(jī)場(chǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)和空中管制負(fù)擔(dān)更大。另一方面可以發(fā)展超大型民航機(jī)，這是該作 品設(shè)計(jì)的基石。計(jì)劃載客量在20002500人之間。這將非常有利于降低運(yùn)營(yíng)的成本。運(yùn)營(yíng)經(jīng)濟(jì)性2、機(jī)身采用雙體式結(jié)構(gòu)，以利于整體布局。內(nèi)部旅客艙采用超寬體設(shè)計(jì)，以提供旅客一個(gè)舒適的乘坐環(huán)境。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)創(chuàng)新3、當(dāng)飛機(jī)有了永不衰竭的核動(dòng)力支持

3、后，就無需頻繁降落補(bǔ)充燃料。我設(shè)想飛機(jī)采用子母式結(jié)構(gòu)，母機(jī)(下稱主機(jī))不間斷翱翔于藍(lán)天，子機(jī)(下稱子 艇)用于上下駁運(yùn)旅客。一架主機(jī)對(duì)應(yīng)有多架子艇，就如同大型客機(jī)與高速航空母艦的有機(jī)結(jié)合。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)創(chuàng)新4、現(xiàn)在的常規(guī)能源短缺持續(xù)加劇，在未來廣泛使用新能源是一個(gè)趨勢(shì)。該機(jī)設(shè)想采用全新的小型核發(fā)動(dòng)機(jī)，利用可控核聚變技術(shù)，在飛機(jī)20年壽命內(nèi) 將具有無限航程。由于核聚變的基本原料在大海中的儲(chǔ)量巨大，當(dāng)達(dá)到實(shí)用階段時(shí)就能很大程度地環(huán)節(jié)現(xiàn)代社會(huì)的能源問題。動(dòng)力設(shè)計(jì)創(chuàng)新5、子艇在駁運(yùn)旅客時(shí)采用電力飛行，有折疊式的升力螺旋槳和推進(jìn)螺旋槳，擁有垂直起降能力。 動(dòng)力設(shè)計(jì)創(chuàng)新6、以2.5馬赫的速度巡航，縮短了飛行時(shí)間

4、。產(chǎn)生的氣動(dòng)熱也相對(duì)容易解決。飛行高速性7、為避開對(duì)現(xiàn)有的機(jī)場(chǎng)設(shè)施的不良影響，在整機(jī)起降時(shí)在海洋面進(jìn)行，子艇仍可在現(xiàn)在的機(jī)場(chǎng)起降。 通用性8、上表面的機(jī)翼蒙皮覆蓋了永久性的高效太陽能電池板來作為飛機(jī)的輔助能源。如果光電轉(zhuǎn)換效率能達(dá)到20%，則大概能提供1000千瓦的電能。 飛機(jī)采用模塊化設(shè)計(jì)，在各處都安裝有故障自動(dòng)診斷與恢復(fù)系統(tǒng)。綠色智能化9、由于采用子母式結(jié)構(gòu)，故可以像現(xiàn)在的公交車一樣提供環(huán)形(如環(huán)太平洋航線)或總線式(如亞歐大陸航線)的飛行服務(wù)線路。 服務(wù)模式創(chuàng)新10、為在氣動(dòng)上充分利用子艇，將機(jī)身下表面設(shè)計(jì)成圓弧狀，這樣就能很好地捕獲激波，成為非常高效的乘波飛機(jī)。氣動(dòng)設(shè)計(jì)創(chuàng)新二.設(shè)計(jì)思維

5、流程圖(由下往上看)三.主機(jī)概述主機(jī)是整架飛機(jī)的主體，采用雙體式的飛翼布局。飛翼氣動(dòng)布局有利于減小飛行阻力，同時(shí)擁有較大的內(nèi)部空間。機(jī)翼有一定的上反角，相對(duì)厚度 3-5%。雙體即由兩個(gè)完全相同的機(jī)身構(gòu)成，各系統(tǒng)相互獨(dú)立。機(jī)身從前至后依次是駕駛艙，旅客艙和發(fā)動(dòng)機(jī)核反應(yīng)堆核心艙。旅客艙總共有12個(gè)艙室(雙層結(jié) 構(gòu)，一個(gè)單體機(jī)身有6個(gè))，每個(gè)尺寸為(20m長(zhǎng)*9m寬*2.5m高)。每?jī)蓚€(gè)艙室間有一段5米長(zhǎng)的自主服務(wù)中心。采用三級(jí)座艙布置如下： 1、普通艙：排距0.9米，過道和座椅寬為0.6米。共22排*12人/排=260人。三通道。2、高級(jí)艙：排距1m，過道和座椅寬為0.75米。共16排*8人/排=

6、160人。四通道。3、特等艙：采用獨(dú)立的艙間設(shè)計(jì)，主要面向公司的高層集體，國(guó)家政務(wù)人員和高收入家庭。有4個(gè)七人會(huì)議廳和18個(gè)四人小間，總共可容100人。載客量計(jì)算：六個(gè)普通艙+四個(gè)高級(jí)艙+兩個(gè)特等艙=260*6+160*4+100*2=2400人。在翼根連接段，共有4個(gè)單層功能艙，尺寸為(15m長(zhǎng)*5m寬)。可以根據(jù)需要配置為機(jī)上工作人員的休息艙或旅客娛樂休閑艙。該機(jī)采用的核發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，一套系統(tǒng)由一個(gè)反應(yīng)堆和三個(gè)核心機(jī)組成。原理是利用核聚變產(chǎn)生的大量熱能去加熱經(jīng)過高度壓縮的常溫空氣，使其膨脹后高 速地從尾噴管排出，從而產(chǎn)生推力。小型核心反應(yīng)堆(尺寸為5m*4m)，位于機(jī)身后部。發(fā)動(dòng)機(jī)的核心機(jī)(

7、壓氣機(jī)+加熱膨脹室+渦輪)在反應(yīng)堆旁邊。該機(jī) 裝有兩套核發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)(即2個(gè)反應(yīng)堆和6個(gè)核心機(jī))，正常工作時(shí)總推力為180噸。四.子艇概述子艇在不同的工作狀態(tài)有不同功用。艇身是個(gè)較細(xì)長(zhǎng)的旋成體。頭尾段為錐體，頭部主要是駕駛艙，尾部為動(dòng)力設(shè)備艙，有X型的大后掠尾翼。中段為柱 狀，直徑5米。內(nèi)部為雙層載員艙，30m長(zhǎng)，排距0.75m，共40排。上層4座/排，下層6座/排。總共400座。采用電力作為主能源，非工作狀態(tài)時(shí)可 由地面設(shè)備或主機(jī)對(duì)其充電。起落架為前三點(diǎn)式。子艇的三種工作狀態(tài)。1、自主狀態(tài)：用于到站時(shí)上下駁運(yùn)旅客。此時(shí)子艇處于自主工作狀態(tài)，機(jī)翼和螺旋槳完全展開。艇身的底部為可旋轉(zhuǎn)式，當(dāng)與機(jī)身垂

8、直時(shí)，可作為機(jī) 翼。在翼端有直徑為16m的升力螺旋槳，在后部也有一個(gè)直徑為4m的推力螺旋槳，可以收入艇身。2、勵(lì)波狀態(tài)：子艇作為飛機(jī)在超聲速巡航時(shí)的激波發(fā)生體。此時(shí)子艇的機(jī)翼和螺旋槳折疊，整個(gè)外形為較細(xì)長(zhǎng)的旋成體。3、浮筒狀態(tài)：子艇在整機(jī)起降滑跑是還是主浮筒，產(chǎn)生浮力。經(jīng)計(jì)算，其最大浮力大于800噸，可以滿足飛機(jī)起降。五.使用過程假設(shè)國(guó)際航線舉例：(環(huán)型線路)香港上海北京首爾東京圣弗朗西斯科華盛頓墨西哥城香港1、從香港起飛始發(fā)起飛前機(jī)內(nèi)滿載欲飛往各地(站)的旅客，共兩千余人。檢查完畢后從低海清的海洋機(jī)場(chǎng)滑跑。此時(shí)子艇作為主浮筒，在輔助浮筒的平衡下起飛 ，起飛距離為五千米。2、完成起飛后開始爬升

9、至18千米的高度，以2Ma的速度巡航。3、飛抵第二站上海(上機(jī)與下機(jī)流程同時(shí)進(jìn)行)(1)旅客下機(jī) 、在飛機(jī)到站前20分鐘，欲下機(jī)的旅客從主機(jī)轉(zhuǎn)移至子艇。、旅客轉(zhuǎn)移完畢后，飛機(jī)下降至4km高度，速度降至300km/h。、子艇與主機(jī)分離。、子艇降落在機(jī)場(chǎng)，主機(jī)繼續(xù)前飛與另一子艇會(huì)合。(2)旅客登機(jī)、前往各站的旅客提前登入機(jī)場(chǎng)的子艇。、登艇完畢后子艇靠升力螺旋槳垂直起飛。、子艇上升至4km，加速至300km/h，與主機(jī)會(huì)合。、人員從子艇轉(zhuǎn)移至主機(jī)。之后飛機(jī)加速、爬升至巡航狀態(tài)。4、按如此模式不間斷的運(yùn)行一年。5、大修期滿時(shí)，載著抵達(dá)終點(diǎn)站的旅客從海洋機(jī)場(chǎng)降落，進(jìn)行全面檢修。六.性能參數(shù)機(jī)長(zhǎng)：120米翼展：140米機(jī)高：14米主機(jī)身長(zhǎng)：100米空重：250噸正常起飛重量：500噸(含子艇)巡航高度：18000米巡航速度：2