下一代单通道飞机构型或将改变——波音获得NASA可持续飞行验证合同

2023年1月18日，美国航空航天局NASA宣布已选择与波音公司建立公私合作伙伴关系，开发一款全尺寸实验飞机X-Plane，验证低阻力跨声速桁架支撑机翼（TTBW）概念，以及在未来单通道客机上使用的潜力。NASA、波音公司及其合作伙伴的目标是将单通道飞机的燃料消耗和排放进一步降低30%，并通过可持续技术的进步对实现民用航空2050年净零碳排放目标作出贡献。

NASA已与波音公司签署了一项资助《太空法案协议》，将提供4.25亿美元的资金，而波音及其行业合作伙伴将提供7.25亿美元。计划于2028年在加利福尼亚州的NASA阿姆斯特朗飞行研究中心进行为期一年的飞行测试活动。NASA SFD项目经理Brent Cobleigh表示，根据资助的《太空法案协议》，NASA将为波音公司领导的工业团队提供技术专家和测试设施。但波音团队将拥有验证机并设定项目时间表。确保TTBW跨越“死亡之谷”，从研究过渡到产品开发。

该合同并不令人意外，因为NASA和波音公司在大展弦比TTBW构型研究方面合作已近15年。NASA局长比尔·尼尔森表示，可持续飞行验证机(SFD)的选择有一定的竞争，波音公司的方案“是迄今为止最好的”。

波音公司方案提出了可能的单通道跨声速桁架支撑机翼（TTBW）飞机系列，VS-1和VS-2（VS视觉系统）。基于MD-90机身，较小的VS-1可容纳130-160名乘客，而180-210座的VS-2具有更大的机翼和发动机。可持续飞行验证机X-Plane将采用缩短型MD-90机体。跨声速桁架支撑机翼的概念基于单通道飞机，采用细长而薄的机翼，结构上由桁架支撑。TTBW波音商用飞机副总裁兼产品开发总经理Mike Sinnet表示，增加展长可以减少升致阻力，TTBW的展长比同级的传统单通道客机的悬臂翼长约50%，使飞机具有更小的阻力，并且比传统客机更省油。与当今最高效的单通道飞机的传统悬臂式机翼相比，仅机翼设计就有望减少高达10%的燃油消耗。NASA表示，当与先进的推进系统，复合材料结构和其他技术相结合时，TTBW预计可能减少至少30%的燃料消耗和排放。

SFD项目目标是在飞机层面验证TTBW的效益，重点是验证TTBW和将机翼集成到飞机上所需的相关技术，包括数字电传飞行控制系统，可实现主动载荷减缓和颤振抑制，从而最大限度地减少较长机翼的重量代价。波音公司是否会在未来的单通道飞机上采用这种构型，将取决于该项目的成功。但Sinnett表示，当前行业投资的规模，加上已经在TTBW开发上花费的1.1亿美元，表明波音公司对设计持“乐观”态度。

在亚声速超绿色飞机研究项目下，NASA和波音公司在过去十年中通过一系列扩展的风洞测试评估和改进TTBW概念。后续将继续探索这一概念，波音将开展一系列新的风洞测试，以验证验证机的具体设计，对TTBW进行更改，以使其适应现有MD-90机身的结构限制，优化X-plane的设计。

TTBW验证机是NASA可持续飞行验证机（SFD）计划的一部分，其他内容包括混合动力涡扇发动机、可持续燃料、电气化动力系统、高速率复合材料制造和轨迹优化运营等项目。NASA航空部副局长鲍勃·皮尔斯表示，SFD是NASA可持续飞行国家伙伴关系下最大的努力。

可持续飞行验证机（SFD）计划使波音公司对空客公司在欧洲政府及其行业合作伙伴的资助下启动的多个技术验证项目做出了公开回应，从大翼展机翼、开式转子发动机到混合动力和氢动力推进等。