解決方案
1997 年,本田工程師藤野道格(Michimasa Fujino)提出了一款輕型商務噴射機方案,引擎安裝在機翼上方。「當我把草圖給人看時,每個人都笑我,」他後來回憶道——幾十年前德國一次失敗的嘗試是前車之鑑,而後機身安裝引擎是業界唯一的答案。1997 年 12 月,他獲得了董事會的批准,這一概念在 1999 年經受住了波音風洞測試。
訣竅在於位置。搬家後整理物品時,藤野偶然發現了 Ludwig Prandtl 於 1930 年代撰寫的一本航空學教科書,他運用其中前電腦時代的解析方法,精確定位了機翼上方引擎短艙震波不會增加波阻力的確切位置。在波音風洞中,該模型在高速下產生的阻力低於傳統的乾淨機翼設計。釋放後機身空間還讓機翼得以採用自然層流——盡量減少鉚釘和不規則之處——並採用降低阻力的機鼻。
概念驗證機 HondaJet 於 2003 年 12 月 3 日首飛,本田一直猶豫不決,直到 2005 年它在奧什科什航空展上驚豔全場。美國聯邦航空總署(FAA)於 2015 年 12 月頒發型號合格證,首批客戶交付隨後於 12 月 23 日進行。本田聲稱這是同級中最快、飛得最高且最省油的噴射機:最高時速 483 英里,而 Cessna Mustang 為 391 英里、Embraer Phenom 100E 為 448 英里;客艙比競爭對手大 20%,燃油經濟性約好 15%。
它達成了什麼
將引擎安裝在機翼上方震波阻力相互抵消的位置
為何奏效
後機身引擎掛架會侵佔客艙空間;將引擎移至機翼上方,釋放了整個後機身用於座椅和獨立的行李艙。
引擎短艙被放置在震波對機翼氣流保持中性的位置,因此在波音風洞中,這種「明顯糟糕」的構型測得的高速阻力低於乾淨機翼。
自然層流機翼和成型機鼻進一步節省阻力,在不使用更大引擎的情況下實現同級領先的速度和燃油消耗。
本田基於一位工程師的信念資助了一個為期 18 年的計畫——這是新創飛機製造商無法承受的耐心。
可以借鑑什麼
每個人都在學校學到的一條規則——引擎絕不能裝在小機翼上——可能掩蓋了更好的幾何構型。用理論搜索參數空間,相信風洞而非民間說法。
後續發展
HondaJet 在 2017、2018 和 2019 年成為全球交付量最大的超輕型噴射機——Triad Business Journal 在 2020 年 2 月指出這是連續第三年。歐洲航空安全局(EASA)於 2016 年 5 月對其進行認證,日本於 2018 年 12 月跟進;改進型 Elite 於 2018 年問世,售價約 520 萬美元。藤野於 1997 年開始繪製這架飛機的草圖,並以執行長身分經營公司,他證明的翼上引擎安裝方式如今被 NASA 和 AIAA 的節能運輸機翼上引擎短艙研究引用。
追溯依據
參考來源
- Design and Development of the HondaJet Journal of Aircraft (AIAA) · doi.org
- How The HondaJet Took Flight: An Engineer's 29-Year Obsession Forbes (Internet Archive snapshot) · web.archive.org ·
- HondaJet gains provisional type certificate, deliveries near FlightGlobal · flightglobal.com ·