二等奖 “环球快线”核动力双体子母式乘波客机

1、核动力双体子母式乘波客机  2008年10月08日 15:32  新浪航空核动力双体子母式乘波客机核动力双体子母式乘波客机核动力双体子母式乘波客机核动力双体子母式乘波客机回首这一百多年来的飞机发展历程，我们会发现主流大中型民航客机的设计始终相对保守。从早期的B707到最新的A380和B787，几乎都有着相似的外表流线型的机身、优雅修长的机翼。反观在技术层面上身手不凡的Tu-144和“协和”客机，却都在失事后相继淡出蓝天的角逐。也许这就是民航领域所追求的“安全、经济、舒适、环保”等因素博弈的最终结果。展望航空新世纪，随着科技进步和社会需求，必将能召唤出全新

2、的民航机。我设计的是一种于2050年前后投入运营的核动力的双体子母式乘波客机，定名为“环球快线”。“环球”体现了该机全球抵达的能力，具有无限航程；“快”体现了该机的高速巡航飞行的能力；“线”又与“环”相呼应，体现了该机全新的服务模式，即以“环形”航线或“总线式”航线取代现在的“点到点”式的航线运营一.总体设计概述1、现在的民航市场持续走俏，一方面可以加大航班密度，但会让本已繁忙的机场运转和空中管制负担更大。另一方面可以发展超大型民航机，这是该作品设计的基石。计划载客量在20002500人之间。这将非常有利于降低运营的成本。运营经济性2、机身采用双体式结构，以利于整体布局。内部旅客舱采用超宽体设

3、计，以提供旅客一个舒适的乘坐环境。结构设计创新3、当飞机有了永不衰竭的核动力支持后，就无需频繁降落补充燃料。我设想飞机采用子母式结构，母机(下称主机)不间断翱翔于蓝天，子机(下称子艇)用于上下驳运旅客。一架主机对应有多架子艇，就如同大型客机与高速航空母舰的有机结合。结构设计创新4、现在的常规能源短缺持续加剧，在未来广泛使用新能源是一个趋势。该机设想采用全新的小型核发动机，利用可控核聚变技术，在飞机20年寿命内将具有无限航程。由于核聚变的基本原料在大海中的储量巨大，当达到实用阶段时就能很大程度地环节现代社会的能源问题。动力设计创新5、子艇在驳运旅客时采用电力飞行，有折叠式的升力螺旋桨和推进螺旋桨

4、，拥有垂直起降能力。 动力设计创新6、以2.5马赫的速度巡航，缩短了飞行时间。产生的气动热也相对容易解决。飞行高速性7、为避开对现有的机场设施的不良影响，在整机起降时在海洋面进行，子艇仍可在现在的机场起降。 通用性8、上表面的机翼蒙皮覆盖了永久性的高效太阳能电池板来作为飞机的辅助能源。如果光电转换效率能达到20%，则大概能提供1000千瓦的电能。飞机采用模块化设计，在各处都安装有故障自动诊断与恢复系统。绿色智能化9、由于采用子母式结构，故可以像现在的公交车一样提供环形(如环太平洋航线)或总线式(如亚欧大陆航线)的飞行服务线路。 服务模式创新10、为在气动上充分利用子艇，将机身下表面设计成圆弧状

5、，这样就能很好地捕获激波，成为非常高效的乘波飞机。气动设计创新二.设计思维流程图(由下往上看)三.主机概述主机是整架飞机的主体，采用双体式的飞翼布局。飞翼气动布局有利于减小飞行阻力，同时拥有较大的内部空间。机翼有一定的上反角，相对厚度3-5%。双体即由两个完全相同的机身构成，各系统相互独立。机身从前至后依次是驾驶舱，旅客舱和发动机核反应堆核心舱。旅客舱总共有12个舱室(双层结构，一个单体机身有6个)，每个尺寸为(20m长*9m宽*2.5m高)。每两个舱室间有一段5米长的自主服务中心。采用三级座舱布置如下： 1、普通舱：排距0.9米，过道和座椅宽为0.6米。共22排*12人/排=260人。三通道

6、。2、高级舱：排距1m，过道和座椅宽为0.75米。共16排*8人/排=160人。四通道。3、特等舱：采用独立的舱间设计，主要面向公司的高层集体，国家政务人员和高收入家庭。有4个七人会议厅和18个四人小间，总共可容100人。载客量计算：六个普通舱+四个高级舱+两个特等舱=260*6+160*4+100*2=2400人。在翼根连接段，共有4个单层功能舱，尺寸为(15m长*5m宽)。可以根据需要配置为机上工作人员的休息舱或旅客娱乐休闲舱。该机采用的核发动机系统，一套系统由一个反应堆和三个核心机组成。原理是利用核聚变产生的大量热能去加热经过高度压缩的常温空气，使其膨胀后高速地从尾喷管排出，从而产生推力

7、。小型核心反应堆(尺寸为5m*4m)，位于机身后部。发动机的核心机(压气机+加热膨胀室+涡轮)在反应堆旁边。该机装有两套核发动机系统(即2个反应堆和6个核心机)，正常工作时总推力为180吨。四.子艇概述子艇在不同的工作状态有不同功用。艇身是个较细长的旋成体。头尾段为锥体，头部主要是驾驶舱，尾部为动力设备舱，有X型的大后掠尾翼。中段为柱状，直径5米。内部为双层载员舱，30m长，排距0.75m，共40排。上层4座/排，下层6座/排。总共400座。采用电力作为主能源，非工作状态时可由地面设备或主机对其充电。起落架为前三点式。子艇的三种工作状态。1、自主状态：用于到站时上下驳运旅客。此时子艇处于自主工

8、作状态，机翼和螺旋桨完全展开。艇身的底部为可旋转式，当与机身垂直时，可作为机翼。在翼端有直径为16m的升力螺旋桨，在后部也有一个直径为4m的推力螺旋桨，可以收入艇身。2、励波状态：子艇作为飞机在超声速巡航时的激波发生体。此时子艇的机翼和螺旋桨折叠，整个外形为较细长的旋成体。3、浮筒状态：子艇在整机起降滑跑是还是主浮筒，产生浮力。经计算，其最大浮力大于800吨，可以满足飞机起降。五.使用过程假设国际航线举例：(环型线路)香港上海北京首尔东京圣弗朗西斯科华盛顿墨西哥城香港1、从香港起飞始发起飞前机内满载欲飞往各地(站)的旅客，共两千余人。检查完毕后从低海清的海洋机场滑跑。此时子艇作为主浮筒，在辅助

9、浮筒的平衡下起飞 ，起飞距离为五千米。2、完成起飞后开始爬升至18千米的高度，以2Ma的速度巡航。3、飞抵第二站上海(上机与下机流程同时进行)(1)旅客下机 、在飞机到站前20分钟，欲下机的旅客从主机转移至子艇。、旅客转移完毕后，飞机下降至4km高度，速度降至300km/h。、子艇与主机分离。、子艇降落在机场，主机继续前飞与另一子艇会合。(2)旅客登机、前往各站的旅客提前登入机场的子艇。、登艇完毕后子艇靠升力螺旋桨垂直起飞。、子艇上升至4km，加速至300km/h，与主机会合。、人员从子艇转移至主机。之后飞机加速、爬升至巡航状态。4、按如此模式不间断的运行一年。5、大修期满时，载着抵达终点站的旅客从海洋机场降落，进行全面检修。六.性能参数机长：120米翼展：140米机高：14米主机身长：100米空重：250吨正常起飞重量：500吨(含子艇)巡航高度：18000米巡航速度：