用“刀锋”改善航空业的碳足迹

空客已于近日成功完成了A340层流“刀锋”(BLADE)测试验证机的首飞,其目标在于通过减少飞机机翼的摩擦阻力从而降低5%的二氧化碳排放。 BLADE代表“欧洲突破性层流验证机”(Breakthrough Laminar Aircraft Demonstrator in Europe),是欧盟赞助的“清洁天空”项目的一部分,旨在改善航空业的生态足迹。

用于测试的空客A340飞机被称为“飞行实验室”,它是全球第一架以跨音速层流型机翼与真正内部一级结构相结合的飞机。该架飞机从法国南部的塔布机场起飞,三个半小时候后降落在图卢兹布拉尼亚克机场。

机翼外侧配备两个具有代表性的跨音速层流机翼,其目的在于将机翼摩擦阻力减少50%;而机舱内则配备了一个高度综合且专业的“飞行测试仪表站”(FTI)。

飞行测试工程师Philippe Seve表示,这次首飞标志着空客探索机翼飞行特性项目的开始:“我们从打开飞行包线入手,来检测飞机是否被正确操纵。我们在合理的高度实现了以预计的马赫数飞行,一切都很正常,我们达到了测试的目的。我们还检查了飞行测试仪表站是否如预期那样工作,以确定如何为下一次飞行做进一步微调。”

团队协作

这架深度改装的A340-300测试飞机由空客团队在塔布机场耗时16个月完成改装,期间得到了许多欧洲同行业伙伴的支持。

最初,由10名经过特别培训的飞行员、测试工程师和飞行测试工程师组成的小型团队已经为这个里程碑筹备了数月之久,他们在模拟机中熟悉即将安装在这架测试飞机上的FTI系统。 70多人在客舱内部安装FTI的同时,来自德国不来梅、英国布劳顿的团队则在外侧机翼上工作,他们与来自德国施塔德的团队合作,共同在机翼上安装带有红外线摄像头的吊舱。

创新测试

通过在机翼上设置了数百个可供测量机翼表面气流的点,空客的工程师们可以明确机翼对层流的影响,这为空客开启了全新领域。 其它的“第一次”还包括使用吊舱内的红外摄像机测量机翼温度,以及使用声波发生器来测量声音对层流的影响。此外,创新的反射测量系统能够在飞行期间实时测量机翼整体形变的数据。

Blade项目的一个关键目标在于能够测量在容差和缺陷存在的情况下仍然可以保持层流性。 为此,空客将在可控的形式下模拟各类缺陷,从而在完成该项目后,能够完全掌握制造层流机翼的容差标准。“飞行实验室”将在未来几个月内完成大约150个飞行小时的测试任务。