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协和式客机可下垂机头难以在现代飞机上复现,新一代超音速设计改用摄像头与显示屏

行业影响新型超音速设计正以摄像头和显示屏取代笨重的机械式视野结构,从而减轻重量、降低维护负担,并改变此类飞机的审定与运营方式。

协和式客机之所以需要可活动的机鼻,是因为其细长的三角翼依靠涡流升力,而不是常规的襟翼或缝翼,这使得起飞和最后进近时必须保持很大的机头仰角。如果采用固定的尖头超音速机鼻锥,机组在低速飞行阶段就无法看到跑道。Marshall of Cambridge 的工程师研制了一套机鼻与隔热遮阳板组件,铰接在前部增压隔框上,共有四种工作构型:巡航和停放时机鼻与遮阳板均抬起,地面推出时遮阳板放下、机鼻抬起,另有若干设定用于放低机鼻。

协和式客机可下垂机头难以在现代飞机上复现,新一代超音速设计改用摄像头与显示屏

这套系统也有代价。它要求前机身出现结构断开,铰链点周围必须进行大量加强,以承受 Mach 2.02 飞行时的受力。其操作依赖选择阀、机械上位锁和液压作动器,液压压力为 3,000 psi(206.8 bar),采用主绿色回路和备用黄色回路,若两者均失效,还设有手动自由落下机构。在巡航速度下,机鼻温度升至 260°F(127°C)以上,需要电除冰和结构冷却。

现代审定规则对复杂的可活动承力结构不利,并要求进行大量鸟撞和增压测试,而航空公司需要高利用率和低维护成本,这使得活动机鼻在今天并不现实。取消这类系统可减重 2,000 磅(907 公斤)以上,并可多载付费乘客。

当前的项目则改用光电技术。Boom Supersonic 的 XB-1 验证机和计划中的 Overture 客机以飞行视景系统取代活动机鼻,由机鼻上安装的摄像头将实时高清画面传送到机组佩戴的增强现实显示器。NASA 的实验性静音超音速研究机 X-59 则完全取消了前风挡,采用 eXternal Visibility System,即由一台朝前的 4K 摄像头将画面传送到飞行员面前的超高清显示屏,并结合地形数据库来保持情景感知。

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