《航空周刊》2015年7月7日刊文分析介紹未來的飛機面臨的挑戰(zhàn)。為了減少油耗和CO2排放，渦輪風(fēng)扇發(fā)動機的涵道比越來越大。

這給飛機設(shè)計師帶來一個難題，他們需要找到辦法解決在飛機上安裝越來越大的發(fā)動機。如果吊裝在機翼下，起落架就要變得更長、更重。還有就是更大的發(fā)動機短艙阻力和屏蔽發(fā)動機噪聲。

當(dāng)他們?yōu)橄乱淮鍧嵃l(fā)動機思考飛機布局時，有效集成超高涵道比發(fā)動機的選擇范圍很窄。要么裝在飛機的機翼上，要么就裝在后機身上，即屏蔽噪聲又減降阻力。

將發(fā)動機安裝在機翼上方，與常理相悖，存在機艙與氣流干擾的不利因素。不過本田的輕型公務(wù)機采用了這種方式。洛克希德•馬丁公司通過計算分析認(rèn)為其翼身融合體(HWB)飛機概念的機翼后緣是最佳位置，比機翼下或機身后部都好，即使采用羅羅公司的巨大的超級風(fēng)扇齒輪傳動渦輪風(fēng)扇發(fā)動機。

嵌入發(fā)動機吞咽機身邊界層實現(xiàn)減阻的ONERA的NOVA概念

一個HWB模型將在美國航空航天局(NASA)蘭利研究中心的跨聲速風(fēng)洞于七月份進行測試，試圖來確認(rèn)計算結(jié)果。同時，NASA與德國航空航天中心(DLR)簽署了一份協(xié)議，基于翼上和翼下渦輪風(fēng)扇發(fā)動機的虛擬機，使用DLR此前利用VFW614(它有翼上發(fā)動機)獲得的聲學(xué)數(shù)據(jù)，生成高保真的噪音預(yù)測。

俄羅斯著名的空氣水動力學(xué)(aerohydrodynamic，或稱地效)研究所(TsAGI)最近完成的采用大直徑渦輪風(fēng)扇發(fā)動機安裝在減小后掠角、降低層流阻力的機翼后緣的短途客機設(shè)計的風(fēng)洞試驗。 TsAGI說這種構(gòu)造降低了噪聲和起落架的重量，并通過保護發(fā)動機免遭跑道外來物損傷，提高了安全性。

法國航空航天研究中心(ONERA)正在為2025時間框架研究新的節(jié)油設(shè)計的中程客機，項目的資助方是法國國家研究署，旨在解決一體化超高涵道比發(fā)動機的挑戰(zhàn)。2017年和2018年，下一代ONERA通用飛機(NOVA)項目的兩個候選構(gòu)型的風(fēng)洞試驗將達到高潮。

NOVA是一架180座級，名義用來替換空客A320的飛機。一種設(shè)計是發(fā)動機仍然安裝在機翼下方，但機翼內(nèi)側(cè)增加上反角后形成一個“鷗型機翼”，以容納更大的渦輪風(fēng)扇發(fā)動機而不加長起落架。其它的設(shè)計是發(fā)動機嵌入在尾部，在那里發(fā)動機吞下流過機身的低能量附面層氣流和重新激勵減少阻力。

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NOVA選擇的齒輪傳動渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(GTF)，巡航時涵道比為16，而A320neo上的普惠PW1100G(也為GTF)的只有12。因為假定在2025年服役，ONERA自我限制機身和低機翼配置，但引入了幾個創(chuàng)新，包括與波音767的2-3-2座位布局相同的雙通道機身。

為了承受增壓載荷，橢圓截面結(jié)構(gòu)較重，但與單通道相比更寬的機身截面使長度縮短了14%，所以代價并不大。因為機身寬，ONERA決定讓機身產(chǎn)生升力。項目受到Mark Drela D8的啟發(fā)，它是美國麻省理工學(xué)院(MIT)為美國航空航天局開發(fā)的2035年時間框架“雙氣泡”客機概念。

ONERA選擇了高的展弦比13和更有效的向下導(dǎo)向的傾斜翼尖。在鷗翼設(shè)計中，內(nèi)側(cè)部分的上反角是12度、外側(cè)為5度。這樣節(jié)省了50厘米(20英寸)的主起落架長度和250公斤重量。內(nèi)側(cè)大上反角增加機翼重量125公斤，而總體上重量卻是節(jié)省的。

鷗翼設(shè)計的其他特征是重量減輕的V型尾翼，窈窕的發(fā)動機短艙帶一個更低的唇口向前指向、用以減小來自未屏蔽的發(fā)動機的風(fēng)扇噪聲的“負(fù)圍巾”式進氣道。 ONERA看到，使用GTF的變截面風(fēng)扇排氣口，在巡航時提供一個小的推力矢量角，減少尾部負(fù)升力帶來的配平阻力。

邊界層吞咽(BLI)構(gòu)造類似于MIT的D8，但有一個常規(guī)T尾。根據(jù)NOVA研究，將與MD-80后機身尾吊UHBR發(fā)動機為參照的布局作比較。在BLI設(shè)計中，渦輪風(fēng)扇發(fā)動機體的40%埋藏在后機身中。GTF發(fā)動機具有相同的風(fēng)扇直徑和噴口面積，但相比于所吸入的較低的空氣流量，進氣道過大。為了匹配進氣道的坡道，短艙較長。

推進機身概念由風(fēng)扇在尾部吞咽機身邊界層并對其加入能量。

BLI布局的研究一直在進行，以確定設(shè)計的阻力、重量和效率影響。ONERA也在研究一個變裕度風(fēng)扇，能夠工作時部分浸沒在邊界層氣流中，風(fēng)扇噴口工作狀態(tài)不會出現(xiàn)沖擊波。在巡航時，風(fēng)扇噴口通常會受到?jīng)_擊，而在外部發(fā)生的事情不會影響到內(nèi)部。但UHBR的風(fēng)扇壓比是太低，外部的空氣動力會與風(fēng)扇偶合。