解决方案
1997年,本田工程师藤野道格(Michimasa Fujino)提出了一种轻型公务机方案,发动机安装在机翼上方。“当我把草图拿给别人看时,所有人都嘲笑我,”他后来回忆道——几十年前德国的一次失败尝试就是前车之鉴,而后机身安装发动机是业界唯一的答案。1997年12月,他获得了董事会的批准,这一概念在1999年通过了波音风洞测试。
诀窍在于位置。搬家后拆箱时,藤野偶然发现了一本20世纪30年代路德维希·普朗特(Ludwig Prandtl)的航空学教科书,他利用其中前计算机时代的解析方法,精确定位了机翼上方发动机短舱激波不会增加波阻的那个确切位置。在波音风洞中,该模型在高速下的阻力低于传统的干净机翼设计。释放后机身还使机翼能够采用自然层流——尽量减少铆钉和不规则之处——以及一个减阻机头。
概念验证机HondaJet于2003年12月3日首飞,本田一直犹豫不决,直到2005年它在奥什科什航展上惊艳亮相。美国联邦航空管理局(FAA)于2015年12月颁发了型号合格证,首架客户交付随后于12月23日进行。本田声称这是同级中最快、飞得最高、最省油的喷气机:最高时速483英里,而赛斯纳Mustang为391英里、巴航工业Phenom 100E为448英里;客舱比竞争对手大20%,燃油经济性约好15%。
取得了什么成就
将发动机安装在机翼上方波阻相互抵消的位置
为何奏效
后机身发动机吊架侵占了客舱空间;将发动机移到机翼上方,释放了整个后机身用于座椅和独立的行李舱。
短舱被放置在激波对机翼气流保持中性的位置,因此在波音风洞中,这种“显然糟糕”的构型测得的高速阻力低于干净机翼。
自然层流机翼和成型机头进一步节省阻力,在不增大发动机的情况下实现了同级领先的速度和燃油消耗。
本田基于一位工程师的信念资助了一个为期18年的项目——这是初创飞机制造商无法承受的耐心。
可以应用什么
每个人在学校都学到的一条规则——发动机绝不能装在小机翼上——可能掩盖了更好的几何构型。用理论搜索参数空间,相信风洞而非民间说法。
后续
HondaJet在2017年、2018年和2019年成为全球交付量最大的超轻型喷气机——《三合商业杂志》(Triad Business Journal)在2020年2月指出这是连续第三年。欧洲航空安全局(EASA)于2016年5月、日本于2018年12月分别对其进行了认证;改进型Elite于2018年推出,售价约520万美元。藤野于1997年开始绘制这架飞机的草图,并作为首席执行官经营公司,他证明的翼上发动机安装方式现已被美国国家航空航天局(NASA)和美国航空航天学会(AIAA)的翼上短舱研究引用,用于节能运输飞机。
从这里,追溯依据
参考来源
- 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 ·