本公开涉及航空器设计技术领域,尤其是提供一种分段式混合动力超音速商业客机,其中,包括超音速主飞行器和亚音速保姆机;在起飞与降落阶段,亚音速保姆机承载超音速主飞行器构成组合体,超音速主飞行器发动机为亚音速保姆机的涵道风扇供电并对其储能装置充电,主飞行器与亚音速保姆机两机协作产生推力共同飞行;在巡航阶段,超音速主飞行器与亚音速保姆机分离,超音速主飞行器单独飞行,亚音速保姆机返航。本公开通过创新的分段式结构设计、推进系统的组合与配置、飞行阶段的动力分配与切换集成,实现了超音速商业客机的高效、安全、环保飞行。
背景技术
近年来,随着全球化进程的加快,航空旅行已成为连接不同国家和地区、推动经济与文化交流的关键手段。然而,尽管现代高亚声速客机技术取得了显著进展,但在长途航线上仍存在飞行时间长、乘客舒适度不佳等问题,难以满足日益增长的航空旅行需求。为了解决这些问题,超音速客机技术的研发逐渐成为航空科技的前沿,旨在缩短旅行时间、提高航空运输效率,并加速全球互联互通的进程。
现有的超音速客机设计面临着诸多挑战,包括噪音污染、燃油消耗、经济性以及环境影响。在技术层面上,需要提高飞机耐热性、降低耗油率、提高飞行效率等;在环境影响方面,必须减少污染物排放和噪音的产生;在安全问题上,飞机结构的稳定性和系统的可靠性有更高的要求。虽然电动飞机在环保方面具有优势,但电池技术、能量密度以及推进方式等因素限制了其实现超音速跨洋飞行的可能性。具体来说,目前电池的能量密度远远不足以支撑电动超音速飞行所需的巨大能量。其次,超音速飞行对气动设计有很高的要求,以减少阻力并保持稳定性。电动飞机在这一领域需要解决如何在保持超音速性能的同时,兼顾电池系统的布局和重量问题。再者,超音速飞行会产生较大的声波冲击,电动系统能在一定程度上帮助降低噪音,但如何设计和控制噪音仍是一个挑战。最后,电动超音速飞机的研发和生产成本可能较高,如何确保其经济性和商业可行性是另一个重要问题。
因此,如何在超音速商业客机的设计中,合理利用电动推进系统和传统喷气发动机的优点,克服目前超音速飞行与电动推进之间的矛盾,包括超音速与亚音速气动外形要求不同、推进系统不同、电推进动力和功率不足以及噪音等方面的问题,以实现高效、安全、环保的超音速飞行。
实现思路