在大家的印象里，似乎大部分民航客机的气动外形都差不多，无非一个滚筒型的机身，以及两侧的机翼，只不过有的飞机是双发机有的是四发机，三片式的平尾以及垂尾也大同小异。

这也难怪，毕竟在波音-707于1954年首飞并奠定了现代喷气式客机的“筒体-机翼”的构型之后，就很少有公司敢进行大刀阔斧的改进了。至今，对飞机构型的改进仍停留在改变翼型、加装翼梢小翼、优化风挡形状等等“小修小改”上。

图：波音-707奠定了现代喷气式客机“筒体-机翼”的构型

然而，航空工程师们并没有放弃对喷气式客机构型进行探索，各国的飞机制造商都推出了自己的验证机项目，譬如美国波音公司就在2004年开始了X-48B无人未来客机验证机项目。

图：X-48B验证机

中国虽然在航空领域起步晚，基础相对较薄弱，但是航空装备制造干系重大，因此，在喷气式客机构型上也一直在努力，就在去年，我们做出了中国对未来客机的第一步探索——“灵雀”（Sparrow）系列缩比验证机。

图：中国的“灵雀”验证机

（一）为什么大家都爱“翼身融合体”？

大家可以很容易就发现，不管是美国的X-48验证机，还是中国制造的“灵雀”验证机，其机翼与机身的连接都相比一般的客机“圆润”得多。在航空领域，这 被称为“翼身融合体”（Blended Wing Body）设计，下文中简称为BWB。那么，这样的设计究竟有什么魔力，会让中美两个大国的飞机制造商，都趋之若鹜呢？

传统的“筒体- 机翼”设计，拥有比我们想象的长得多的历史，最早甚至能追溯到1920年代的德国容克三发客机。其能在喷气时代沿用至今，其实主要是由于技术较为成熟。规 则的筒状机身便于加长、缩短，为客机的家族化提供了便利。在航空界，差20座的飞机甚至就能单独分出一个新的市场需求。

图：空客A-320家族

然而其缺点也显而易见，机身承受了绝大多数的载荷，却产生很少的升力，翼根处的应力非常集中，必须在翼根设计一个极为坚固的“中央翼盒”结构，由此带来巨大的重量增加。人们一直在研究更好的解决方案，而BWB设计就是其中非常优秀的一种。

BWB设计具体指的是以加宽的筒体为基础，机翼在翼根处圆滑地融入机体，在外观上浑然一体，机翼与机体没有明显的分界线的设计，整架飞机看上去会短、宽 许多。在战斗机上BWB设计被采用也已经有不短的时间了，但其主要作用是在于降低阻力，使蒙皮更加平顺流畅，更符合“跨音速面积率”。

图：在歼-10战机机身中段，就能明显看到翼身融合的曲线

而在民航飞机上，这样的设计，相当于把不产生升力的筒体“藏”到了一片更加“肥厚”的机翼当中去，不仅提升了整机的升力系数，而且改善了应力分布，在经济性上比传统构型要好得多。对于300座以上的客机，采用BWB设计甚至可以降低油耗45%以上。

实际上，BWB设计内部还是区分机身和机翼的，只不过外观难以分辨，至少制造起来成本可接受得多。

（二）形不似神似？X-48B与“灵雀”的跨国PK

可能有细心的读者已经发现，虽然两家公司的验证机都采用了BWB设计，但是它们的外观看上去并不相似。X-48B看上去更科幻，而“灵雀”验证机与传统客机相似之处更多。

首先，两者的翼面数量就不一样，X-48B是没有尾翼的，而“灵雀”验证机却有一对呈V型的尾翼。

X-48B的设计被称为无尾设计。这是一种较为激进的设计，未来的民机要是采用这种构型，就要依赖于更先进、稳定的飞控系统才能安全地飞行。

取消尾翼可以大幅降低阻力，但同样会加大操控和保持航向稳定性的难度。虽然波音的工程师加长了翼梢小翼，使之具有了一定的垂直尾翼效果，但是尾翼依然是无法完全被替代的。

而“灵雀”的设计被称为“V尾”。倾斜的尾翼可以同时保证和控制航向、垂直方向的指向，同时相比传统的三片式尾翼设计，能够减少尾翼在来流中的浸湿面积，省去约30%左右的阻力和重量。

相比于无尾设计，V尾是一种更折衷的方案。同样的设计也出现在了中国的军贸明星产品——彩虹-5无人机的身上。

图：彩虹-5无人机

从结果上来看，或许有尾设计现阶段还是更符合民航飞机的选择。在2012年NASA的“环保航空”计划（Environmentally Responsible Aviation，简称 ERA）中，波音公布了自己的中期未来民航技术验证机。可以看到，波音已经把X-48B上没有的尾翼又加回去了。

图：波音基于X-48的ERA中期未来客机方案，把尾翼加回去了

其次，两者的发动机布置的位置也有所不同。“灵雀”选择了把发动机吊挂在翼下，而X-48选择了发动机上置。

前者是比较传统的发动机布置方式，由于升力会在机翼上形成一个升力矩使其弯扭，而在翼下吊挂一个发动机正好可以平衡这个力矩，减小结构重量，因此大部分大尺寸的民航机都会采取这种布置方式。

后者则是一种理念更为新颖的设计，发动机上置使得飞机机体成为了发动机噪音的天然“挡板”，能大大降低地面感受到的噪声。然而，其缺点就是在飞机大迎角进近时，发动机却可能由于机身的遮挡，导致进气不足，算是这个布局的一个小缺陷。

除了这些方面以外，这两架验证机的设计思想、验证技术也还有诸多的不同。比如X-48的起落架不可收放、而“灵雀”的起落架是可收放的。

这种不同是令人可喜的，因为这正说明了中国制造是善于找到适合自己的发展方向的，既没有盲目乐观，也不妄自菲薄，而是脚踏实地验证和运用自己所需要的技术。

（三）未来客机真的都是“翼身融合体”构型的么？

BWB设计优点很多，但并没有在民航领域得到推广，这是为什么呢？

首先，BWB飞机在机舱布置上难度比较高。

传统客机的座位是一列列的，即使是最大的飞机，经济舱乘客距离过道也不会超过两个座位的距离，舷窗也能保证机内的采光良好。然而，在BWB飞机上，机舱的宽度骤然加大，大量的经济舱乘客需要坐在中间的位子当中。

试想一次十小时的跨洋航班，你大部分的时间都坐在低矮机舱的中间，这体验应该没有人会喜欢。而且当遇到险情时，中间的乘客距离逃生通道实在是太远了，不仅逃生效率低下，还很可能会引起机内的混乱。

图：中间的乘客见不到阳光，恐怕只有开天窗了

但你也不要以为，坐在两边就会很舒服了。飞机在空中是需要做机动的，一旦飞机需要做横滚机动，坐在最两侧的乘客距离中轴最远，体会到的加速度也更大。这样被甩来甩去，如果不系安全带，头都有可能撞到天花板，显然也不是什么美好的体验。

图：BWB客机的乘坐体验未必会好

其次，BWB飞机对于机场的设施也是一个考验。

比如大家坐飞机时会走的廊桥，在BWB飞机上就很难实现。机场的滑行道宽度、调度系统、上置的发动机检修也都是大问题。可能为了更换这些配套设施，增加的成本就会完全盖过飞机本身所节约的，反而得不偿失。

总的来说，虽然BWB设计省油、降噪的愿景十分美好，但是短期内，我们是不太可能看到BWB飞机真正成为一个实用化型号的民航客机，出现在市场上的。

结语

“灵雀”验证机项目是一个里程碑，标志中国未来民机探索正式进入了飞行验证阶段。不过，“灵雀”验证机虽然很美，但大家还是要明白，它并不是真正的一个 客机型号的缩比验证机。以后，虽然我们很可能不会看到和它相似的飞机，但它的价值绝不会因此而打折扣。或许，在以后某一款中国制造的大飞机上，就有它曾经 验证过的先进技术，这也正是它的使命所在。

（本文来源：网易新闻，作者：薛定谔的熊猫，军事爱好者；）

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