2.5“鋸齒邊”技術(shù) 發(fā)動(dòng)機(jī)噴口采用的是“鋸齒邊”(圖2.1),�,！颁忼X邊”能減少發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲中的噴流噪聲分量。由于噴流噪聲是起飛過(guò)程中的重要噪聲,，因此,，采用鋸齒邊能最有效地降低民用航班起飛過(guò)程中的噪聲。
# U8 O2 o8 C) O( I5 A 圖2.1“鋸齒邊”發(fā)動(dòng)機(jī)
, F% M y* V/ A7 e P2 f 2.6射流消聲技術(shù); R2 M. f8 A& `9 F V
發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部運(yùn)用了射流消聲器技術(shù),，通過(guò)機(jī)械直接射出氣流來(lái),，降低發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部空氣和機(jī)械結(jié)構(gòu)的摩擦，從而大大降低了發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的噪聲,。
# |8 `! C7 n8 R" `" m) b% U4 i 3“中國(guó)星”結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究7 L* j+ t/ V/ j9 u$ a; h
3.1“智能可變翼”結(jié)構(gòu)
( W8 a! V; f3 t9 K# V1 k 由于“中國(guó)星”的“智能可變機(jī)翼”需要實(shí)現(xiàn)空間多自由度變形,，因此對(duì)于“智能可變翼”的結(jié)構(gòu)具有嚴(yán)格要求。利用最新發(fā)展的壓電材料為驅(qū)動(dòng)器和傳感器,，可伸縮彈性硅樹(shù)脂蒙皮,，并用鈦合金和鋼材料網(wǎng)線加強(qiáng)，同時(shí)采用了滑動(dòng)蒙皮技術(shù),，用記憶合金設(shè)計(jì)機(jī)翼內(nèi)部的梁,、肋和加強(qiáng)筋，通過(guò)合理布置梁,、肋和加強(qiáng)筋實(shí)現(xiàn)機(jī)翼的多自由度變形,。/ h8 x$ s8 L8 A- ^- X) I, q% C, g
3.2飛行器結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
& O: V0 X" X' B# I “中國(guó)星”率先利用了現(xiàn)在正在研究的結(jié)構(gòu)健康檢測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要應(yīng)用在整機(jī)疲勞壽命監(jiān)測(cè)和重要結(jié)構(gòu)的損傷監(jiān)測(cè)兩個(gè)方面,。通過(guò)在全機(jī)布置壓電材料傳感器,，能夠?qū)Α爸袊?guó)星”結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)在線檢測(cè)并獲知飛行載荷譜。通過(guò)中央計(jì)算機(jī)分析,，前者可以對(duì)飛機(jī)的重要結(jié)構(gòu)部分獲得實(shí)時(shí)信息,，從而對(duì)結(jié)構(gòu)維護(hù)提供依據(jù)。后者則通過(guò)對(duì)飛行載荷譜的分析研究,，對(duì)飛機(jī)疲勞失效情況的發(fā)生做出提前判斷,。從而保證飛機(jī)在空中飛行時(shí)發(fā)生結(jié)構(gòu)瞬間疲勞解體的惡性事故。
2 M8 P& s$ ?5 g) O8 R% R! r 3.3飛行器結(jié)構(gòu)自我修復(fù)系統(tǒng)/ e) G- @/ H3 X8 `5 b) @
“中國(guó)星”機(jī)體為百分之二十的鈦合金與鋼合金鋼與百分之八十左右的復(fù)合材料構(gòu)成,。在復(fù)合材料中填充有環(huán)氧樹(shù)脂和硬化劑的中空纖維,。當(dāng)這些纖維管束被嵌入飛機(jī)結(jié)構(gòu)的任一部分中,，如機(jī)身、機(jī)翼中,，一旦這些部分受損,，這些纖維管就會(huì)漏出來(lái)封住所有孔洞，就像傷口結(jié)痂,。這些材料可以修復(fù)80%到90%的損傷,，使飛機(jī)能夠正常工作。通過(guò)往樹(shù)脂中摻入染料還可以令修復(fù)的損傷部位顯示為有色的補(bǔ)丁,，這就有利于在之后的全面檢修中被清楚發(fā)現(xiàn),。不過(guò)，這種染料在正常的燈光環(huán)境中是看不出來(lái)的,，只能在紫外光下才可見(jiàn),。 : l6 q( M0 C% O6 \' h& v8 O+ ]
4.“中國(guó)星”控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究
9 L9 M8 ]* }, R. A 4.1穩(wěn)定性控制# R4 j( k% m+ i! J; G# e$ d
4.1.1縱向穩(wěn)定性控制! j7 L7 H$ |/ J6 I c1 ^6 B) q' u
飛機(jī)的縱向穩(wěn)定一方面由飛機(jī)的氣動(dòng)布局保證。由于飛機(jī)采用了“流線型翼身融合”整體設(shè)計(jì),，機(jī)體的側(cè)視面也為一個(gè)機(jī)翼,，因此很容易使得飛機(jī)焦點(diǎn)落在飛機(jī)重心之后。保證飛機(jī)縱向靜穩(wěn)定,。另一方面,，飛機(jī)采用的“智能全動(dòng)襟翼”可以起到升降面的作用，從而保證飛機(jī)的縱向穩(wěn)定性,。此外,，飛機(jī)還利用了先進(jìn)的光傳操縱系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過(guò)感知飛機(jī)的姿態(tài),，對(duì)飛機(jī)起到增穩(wěn)的作用,，確保在各種條件下飛機(jī)縱向穩(wěn)定，防止失速發(fā)生,。, [, F; B# M6 X4 T5 N6 \# b6 D. o
4.1.2橫向穩(wěn)定性控制' m5 C+ k h1 Y2 j6 D3 [% L. @/ N
“智能機(jī)翼”在變形時(shí),，在兩側(cè)機(jī)翼上產(chǎn)生了翼稍小翼。翼稍小翼一方面可以減小誘導(dǎo)阻力,，另一方面起又能起到垂尾的作用,，可以保持飛機(jī)的橫向穩(wěn)定性。由于“智能機(jī)翼”可以根據(jù)操縱變形,，因此可以為飛機(jī)的橫航向穩(wěn)定性提供增穩(wěn),。另外，機(jī)翼有兩個(gè)副翼,，副翼的偏轉(zhuǎn)可以作為飛機(jī)的航向控制,。( ^& N: p8 j9 ]8 l, Y
4.2“智能機(jī)翼”變形控制) P/ h. |+ B( P# x& E
對(duì)于“智能機(jī)翼”的變形控制利用了最新發(fā)展的壓電材料為驅(qū)動(dòng)器和傳感器，可伸縮彈性硅樹(shù)脂蒙皮,，并用鈦合金和剛材料網(wǎng)線加強(qiáng),。圖4.1給出的是機(jī)構(gòu)變形的示意圖,，雖然給出的是二維圖，但三維尺度上同樣可以參考圖4.1的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì),。圖中aj方向?yàn)檎瓜�,。在c,d,g,i節(jié)點(diǎn)分別布置了壓電材料的驅(qū)動(dòng)器和傳感器,，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)翼的變形控制,。圖4.2給出了“智能機(jī)翼”閉環(huán)控制的示意圖，作動(dòng)器和檢測(cè)器為壓電材料,。箭頭表示氣流附著在機(jī)翼表
0 q3 B" B3 y1 ? H2 \ 圖4.1“智能機(jī)翼”機(jī)構(gòu)變形示意圖
) [/ C: s) U3 F5 X4 [, f Z2 L# b 面,。只要運(yùn)用人工智能技術(shù)，實(shí)施閉環(huán)控制技術(shù),，就能實(shí)現(xiàn)機(jī)翼像鳥(niǎo)一樣伸展變形,。% K0 D* T) m0 a ^( P$ ]" Z
圖4.2 智能機(jī)翼”閉環(huán)控制示意圖6 I" U! E6 Y' E. }* d
4.3“量子計(jì)算機(jī)”技術(shù)" b x U. E9 W$ [+ _
為了完成對(duì)“智能變形機(jī)翼”、“智能發(fā)動(dòng)機(jī)”及飛機(jī)飛行狀態(tài)的基本控制,，“中國(guó)星”自身必須具備一顆強(qiáng)勁的心---一臺(tái)高效能的中央處理系統(tǒng),。因此，“中國(guó)星”的中央控制系統(tǒng)采用了下一代計(jì)算機(jī)的代表--量子計(jì)算機(jī),。量子計(jì)算機(jī)與傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)原理不同,，它是建立在量子力學(xué)的原理上工作的。經(jīng)典粒子在某一時(shí)刻的空間位置只有一個(gè),，而量子客體則可以存在于空間的任何位置,，具有波粒二象性，量子存儲(chǔ)器可以以不同的概率同時(shí)存儲(chǔ)0或1,，具有量子疊加性,。如果量子計(jì)算機(jī)的CPU中有n個(gè)量子比特，一次操作就可以同時(shí)處理2n個(gè)數(shù)據(jù),，而傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)一次只能處理一個(gè)數(shù)據(jù),。例如，具有5000個(gè)量子位的量子計(jì)算機(jī),，可以在30秒內(nèi)解決傳統(tǒng)超級(jí)計(jì)算機(jī)要100億年才能解決的大數(shù)因子分解問(wèn)題,。“中國(guó)星”的運(yùn)算能力可達(dá)1億億次/秒,，是當(dāng)今世界上運(yùn)算能力最強(qiáng)的電腦——美國(guó)藍(lán)色基因超級(jí)計(jì)算機(jī)的35倍,。
5 t- K7 ~/ Z6 T) ] 4.4“人工智能”技術(shù)
+ D$ x: V$ H, u' Z 為實(shí)現(xiàn)“中國(guó)星”自主飛行，“人工智能”技術(shù)將在“中國(guó)星”被充分利用,。并且提出了“有人操縱,、無(wú)人飛行”的概念。即由飛行員對(duì)應(yīng)急情況進(jìn)行處理,，其余情況下由“中國(guó)星”自主實(shí)現(xiàn)起飛,、巡航,、盤(pán)旋和降落�,！叭斯ぶ悄堋奔夹g(shù)還主要體現(xiàn)在“中國(guó)星”的“自主學(xué)習(xí)”與“專家系統(tǒng)”方面,，可以將以前的客機(jī)飛行數(shù)據(jù)傳入“中國(guó)星”內(nèi)，“中國(guó)星”可自主形成“專家數(shù)據(jù)庫(kù)”和“學(xué)習(xí)知識(shí)庫(kù)”,，用庫(kù)中的知識(shí)指導(dǎo)自身的自主飛行,。另外，在“智能可變機(jī)翼”上的壓電傳感器會(huì)自帶微型數(shù)字處理器(DSP),，傳感器與傳感器之間形成神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以感知機(jī)翼外界的氣流，其作用與鳥(niǎo)的羽毛能夠感知空氣的機(jī)理一致,。
: b* d* f# s4 T% Z0 S8 u 4.5光傳操縱系統(tǒng): X% p) B$ ^5 ?& v( }
“中國(guó)星”運(yùn)用光傳操縱FBL (Fly By Light) 系統(tǒng)對(duì)舵面和機(jī)翼變形進(jìn)行控制,。光傳系統(tǒng)是以光代替電作為傳輸載體,以光導(dǎo)纖維代替電導(dǎo)線作為物理傳輸媒質(zhì)，應(yīng)用光纖數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)在飛控計(jì)算機(jī)之間或飛控計(jì)算機(jī)與遠(yuǎn)距離終端(如舵機(jī)等)之間傳遞指令和反饋信息的飛行控制系統(tǒng),。
: c1 W7 @8 p5 I 與電傳(FBW)相比,，光纖傳輸技術(shù)之所以得到迅速的發(fā)展,是由于它具有許多非常獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：; }6 w6 z1 G% Z% }, t( R" ]7 u2 @
(1) 頻帶寬、信息容量大. 目前單模光纖的帶寬可達(dá)THz·km 量級(jí),；; S1 Z0 m. S. Y+ y9 I! N5 {
(2) 傳輸損耗低,、傳輸距離長(zhǎng). 光纖損耗降至0. 2 dB/km 以下,比電纜小1～2個(gè)數(shù)量級(jí)；
1 [8 m, F1 w ?+ m$ Q5 X (3) 抗干擾性強(qiáng),使用安全. 光纖傳輸密封性好,有很強(qiáng)的抗電磁干擾性能,不易引起信號(hào)串?dāng)_,不打火花,耐高溫和耐腐蝕,具有很高的可靠性和安全性,；) C! N4 ^" V/ n4 Z
(4) 體積小,、重量輕,便于在狹小的空間敷設(shè)；
( D4 l7 r# y7 | g0 Q. Z# i6 f (5) 運(yùn)用波分和時(shí)分技術(shù),光傳操縱具有靈活的數(shù)據(jù)總線協(xié)議和結(jié)構(gòu),。' Q* v% C; l% x% P4 G& }& t
4.5全球定位系統(tǒng)—第三代北斗星導(dǎo)航系統(tǒng)
* |' E; Q8 K- Y. H: L9 |! l9 s “中國(guó)星”的導(dǎo)航與定位,，將采用中國(guó)自行研制開(kāi)發(fā)的全球定位系統(tǒng)--第三代北斗星導(dǎo)航系統(tǒng)。第三代北斗星導(dǎo)航系統(tǒng)性能如下： $ l! G8 @6 r+ v. m
(1)覆蓋范圍：第三代北斗導(dǎo)航系統(tǒng)能全天候覆蓋全球所有區(qū)域,。能夠確保地球上任何地點(diǎn),、任何時(shí)間能同時(shí)觀測(cè)到15顆衛(wèi)星。9 ^. z" D; l5 K4 g9 ^% A
(2)衛(wèi)星數(shù)量和軌道特性：第三代北斗導(dǎo)航系統(tǒng)在地球8個(gè)軌道平面上設(shè)置50顆衛(wèi)星,，軌道赤道傾角55°,，軌道面赤道角距60°。航衛(wèi)星為準(zhǔn)同步軌道,，繞地球一周11小時(shí)58分,。 1 o( h6 u, Z- t7 o3 O. q- g. w
(3)定位原理：第三代北斗導(dǎo)航系統(tǒng)利用被動(dòng)式偽碼單向測(cè)距三維導(dǎo)航。由用戶設(shè)備獨(dú)立解算自己三維定位數(shù)據(jù),。+ p- z# @: P G
(4)定位精度：第三代北斗導(dǎo)航系統(tǒng)三維定位精度能達(dá)到厘米級(jí),，授時(shí)精度約2ns。
" v# A ~) W: f- b (5)用戶容量：第三代北斗導(dǎo)航系統(tǒng)單向測(cè)距系統(tǒng)， 用戶設(shè)備只要接收導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)出的導(dǎo)航電文即可進(jìn)行測(cè)距定位,， 因此第三代北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的用戶設(shè)備容量是無(wú)限的,。4 q4 V2 U9 N: N3 a6 s1 Y$ v2 o
(6)生存能力： 第三代北斗導(dǎo)航系統(tǒng)正在利用星際橫向數(shù)據(jù)鏈技術(shù)，使萬(wàn)一主控站被毀后GPS衛(wèi)星可以獨(dú)立運(yùn)行,。
6 y9 {3 g' ]/ ^8 Y n 5.客艙布局和艙內(nèi)設(shè)施設(shè)計(jì)- `; k! c! r x* Z
“中國(guó)星”的客艙分為上下兩層,，包括有頭等艙、商務(wù)艙和經(jīng)濟(jì)艙三種類型,。其中“中國(guó)星”上層為頭等艙,，能容納200人，內(nèi)部裝飾非常豪華,，各種休閑娛樂(lè)及辦公設(shè)備一應(yīng)俱全,。此外,，“中國(guó)星”上層設(shè)有5套總統(tǒng)套房,，按5星級(jí)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。上層還設(shè)有商場(chǎng),，在這里旅客可以買(mǎi)到全世界的無(wú)稅商品,。另外，還包括了一個(gè)酒吧和一個(gè)健身場(chǎng)所,。讓乘客在旅途中得到全面放松,。
" A; T U# O' j* f, r “中國(guó)星”客艙下層為商務(wù)艙和經(jīng)濟(jì)艙，商務(wù)艙共有座位400座,，分為10排,，每排四十座，共八通道,。經(jīng)濟(jì)艙也設(shè)有400個(gè)座位,，其布置模式與商務(wù)艙相同。商務(wù)艙,，能夠支持無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接,，并提供全球免費(fèi)衛(wèi)星電話，此外還包括前排位置椅背上的LCD顯示器提供的XBOX3和PLAYSTATION5的游戲功能以及最新電影的免費(fèi)觀賞,。經(jīng)濟(jì)艙不提供無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接和免費(fèi)衛(wèi)星電話外其余設(shè)施與商務(wù)艙一致,。
) R6 Q3 @. A- G1 V/ _ 6.“中國(guó)星”超大型可變翼飛翼布局客機(jī)設(shè)計(jì)方案的主要數(shù)據(jù)/ q; I) y1 L3 u4 l9 x4 a. l
翼展(高速巡航)：86米8 h7 t5 n1 t0 S* d( w4 x+ s
翼展(低速起飛、著陸)：125米, w9 s& x1 |5 C& `
機(jī)長(zhǎng)：88米
# f, y0 m# L' X3 F 機(jī)高：32米
! K6 l9 h5 F& s0 b 空重：360噸' ]2 V g1 z; l/ M- Y
最大起飛重量：620噸, c' P# X4 u/ Y+ ~
安裝兩臺(tái)低功耗靜音渦扇發(fā)動(dòng)機(jī),，單臺(tái)最大推力：860千牛
; \; R0 p9 X/ t# t2 T 最大載客量：1000
' C) l8 m+ @0 d; f, V' h 最大飛行速度：M0.91 e( A. h8 `/ [+ I/ L# \: V
最大巡航速度：M0.882 n2 {' _" \2 w. ^1 k
最大燃油航程：18000千米6 f4 u V# _$ u
最大載重航程：14000公里
% m& |. x5 ? f; N0 N! B' X 實(shí)用升限：14千米 |
樓主: 天思
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