意大利航空工业聚力下一代倾转旋翼机发展

导读：作为“洁净天空2”项目的组成部分，欧盟正同时资助两个高速旋翼机研发项目：空客直升机公司的Racer验证机和莱昂纳多公司的NGCTR（下一代民用倾转旋翼机）验证机。考虑到供应商范围和所在地，以及如今主机厂的跨国特性，很难从国家层面完全区分开这两个项目。简而言之，Racer由法国主导，NGCTR则是意大利主持研制。

图 缩比尺寸的NGCTR验证机

2017年9月，意大利成立了由位于那不勒斯以北的CIRA航空航天研究所领衔的“T型机翼联合企业”。如其名所示，该联合企业负责NGCTR机翼的设计和生产。该联合企业在意大利工业界分量很重，包括属于同一家集团、已经是空客A220飞机供应商的Magnaghi Aeronautica公司 和Salver公司，资深加工企业OMI公司，以及精于坠机测试的Step Sud Mare公司。另外还包括负责动力学试验的那不勒斯大学，以及将在载荷及气动弹性验证方面提供支持的德国工程咨询机构IBK Innovation.

NGCTR验证机计划2020年完成机翼组装，2023年首飞。T型机翼项目总师Luigi Di Palma认为，虽然意大利之前并未研发过常规构型的商用飞机机翼，但T型机翼对意大利工业而言是一个提升能力的绝佳机会。翼展达12米的T型机翼拟采用常规的环氧碳纤维，内部设计特殊结构以便携带更多的燃油，并集成其他功能以降低研发时间和成本；确保“适坠机性”，即尽量降低坠机后的起火风险，保证机翼内部件如驱动轴的外部可达性，以及简化装配程序等。为了满足后者的苛刻要求，T型机翼没有采用惯常的检查孔板设计，据总工程师Marika Belardo介绍，他们为保证完全可拆卸的方案而某些方面做出了权衡。

Palma总师强调，由于机翼结构的特殊性，以及降低项目风险，联合企业将针对方案可行性开展工艺攻关，其中包括已经开展的采用更厚材料进行铺层的工艺能力验证。这些部件工艺可行性验证工作和检查机翼最终加工工序是否发生更改是非常重要的。

特别地，虽然机翼绝大部分位置都采用常规碳纤维，但由于发动机短舱安装在机翼末端，使得局部环境温度偏高，这机翼末端仍然会特别考虑。同时，倾转旋翼机的特点导致机翼末端质量集中，使得设计一种轻质且具有足够刚度的机翼构型成为了研发过程中最大的挑战。

而且，联合企业最初与莱昂纳多签订的合同只包括机翼本体，但后续增加了控制舵面设计的工作份额，这也使整个系统的复杂度额外增加。NGCTR在每个机翼上各有两个控制舵面：一个典型的副襟翼提供额外的升力和控制能力；一个可转动表面，在垂直起飞时旋转89度接近垂直，以减小旋翼下洗气流被机翼阻挡的程度，进而减小整机对动力的需求。随着倾转旋翼机过渡到固定翼飞行模式，该舵面就会回至水平位置。

  该项目另外一个技术难度在气弹不稳定性。NGCTR的翼展虽然与莱昂纳多公司正在研发的AW609倾转旋翼机基本一致，但弦长翻倍，达到了1.9米。故需要尽可能降低任何固有的气弹不稳定如颤振，而不是通过控制机翼舵面来抵消。“目前的设计状态不会有颤振问题，但我们也要分析其他气弹现象，为初步设计评审做好准备”Palma总师提到。

除了在机翼工作包外增加的控制舵面设计内容，联合企业还承担了洁净天空2项目下的更多研究任务。包括旨在研究叶型特征的机翼风洞试验，非“膀胱状”结构的燃油存储系统构型研究，以及那不勒斯大学和CIRA研究所开展的旋翼内外部噪声机理研究。此项研究将基于一架测试改装的AW609展开，作为复杂噪声优化过程的开端，所得结果拟用来提升最终机翼设计的噪声性能。

图 莱昂纳多公司研发中的AW609倾转旋翼机

对联合企业及其背后的众多公司而言，虽然NGTCR的定位是技术验证机，技术成熟度只能达到6，但如果莱昂纳多公司最终决定要基于验针机得到的技术储备研发量产型号，则前期的深度参与就会使其在各方面处于有利地位。当下的聚力投入，就是给未来一个占据市场和技术的机会。

作者：余健雄  

来源：两机动力控制