一架未来的大飞机——机身和机翼看起来融为一体，没有明显分界，尾翼小了很多，发动机位于飞机的尾部而不是机翼下，流线型的宽扁机身仿佛一只蓝鲸……这样“惊艳”的形态，出现在了西北工业大学最新的重大原创性成果——“NPU-300概念方案”中。
在航空领域，这种机翼、机身融合的飞机被称为“翼身融合布局”(简称BWB)。正是因为这种极具流线感的外形设计，让该型飞机拥有了传统飞机所不能企及的飞行性能，使其设计技术成为国际航空界多年来争相研究的领域。
今天，重大消息传来：由西工大牵头的我国“翼身融合民机技术探讨研究团队”，经过10余年潜心研究，在翼身融合布局民机总体综合设计技术方面取得重大原创性研究成果，部分核心技术指标达到国际领先水平。
中国青年报·中国青年网记者从今天召开的新闻发布会上获悉：目前，这一成果的主要关键技术已系统开展了地面试验验证，即将进入关键技术的集成验证和试飞验证阶段。今年9月和10月，航空学报编辑部分别在中英文版《航空学报》和CJA（Chinese Journal ofAeronautics)专栏发表了这一研究成果。
目前，国际通用的民航飞机均为“筒身-机翼型”传统布局——即由一个类似圆柱形的机身加上机翼、尾翼、发动机等构成，机身和机翼之间界限明显。经过数十年发展，这种传统布局飞机的空气动力效率发挥已接近极限。
“传统大飞机的升阻比极限在20左右。”西工大力学与土木学院院长、翼身融合布局民机研究团队负责人李栋教授介绍：“升阻比”是指飞机飞行时升力与阻力之比，是表示飞机气动效率的一个重要参数——升阻比越高，飞机的气动效率就越高，飞机的巡航飞行性能就越好。
“由于升阻比难以提升的局限，传统飞机的油耗、噪声、排放等环保指标无法逐步降低，不能够满足日渐增长的节能、降噪、减排等发展需求。”为逐步推动民用航空发展，国际航空界都在寻找新的飞机布局。
20世纪90年代以来，NASA、波音、空客纷纷将翼身融合布局飞机定位为“确保未来宽体客机市场”的可行方案之一，并通过一系列国家层面的发展计划支持，开展了持续、系统、深入的研究。“翼身融合布局飞机已成为未来宽体客机的优先发展趋势。”
翼身融合布局飞机的机身、机翼融为一体，使其在空气中具有传统飞机所不能企及的飞行性能，气动效率高、结构重量轻、装载空间大，不但节能环保，还能大大降低噪音与发动机有害化学气体排放。世界民航组织、美国联邦航空管理局、欧洲航空安全局均认为，翼身融合布局是有望实现未来绿色航空“经济、环保、舒适、安全”要求的民机革命性技术之一。
正因如此，翼身融合布局民机的设计技术，多年来也成为国际航空界争相研究的领域。
“研制翼身融合布局民机，主要有两个核心问题是需要解决。”翼身融合布局民机研究团队原负责人、西工大航空学院教授张彬乾和记者说：一是设计的具体方案的应用可行性问题，要重点解决“如何在突出高气动效率的同时，满足起降、噪声、应急疏散、舒适性等要求”；二是翼身融合布局民机特殊形状的增压客舱结构及其减重问题。
目前，国际上的几个代表性概念方案高速巡航性能都很好，但分别存在“起降性能不高；机身宽短，不易布置逃生舱门，无法达到90秒应急撤离要求；客舱过宽影响乘坐舒适性；增压客舱结构及其减重技术未突破”等问题。“因此，距工程应用的差距仍然较大。”
以西工大为核心的国内翼身融合布局民机研究团队，汇集了航空院所、相关高校的优势力量，围绕该领域核心技术，脚踏实地攻克了一个个技术难关，“NPU-300概念方案”的问世基本解决了应用可行性问题。
西工大航空学院教授、翼身融合布局民机研究团队原负责人张彬乾介绍NPU-300概念方案”民用飞机性能。中国青年报·中国青年网记者孙海华摄
经气动数值模拟和风洞试验、应急疏散仿真、飞行模拟仿真等验证表明：这一方案不仅仅具备优异的高速巡航性能，起降性能也明显提高；机身两侧均匀布置的8个舱门，非常容易满足了90秒黄金逃生标准要求；客舱座位设计具有更高的舒适性。
在西工大未来飞行器研究中心，李栋教授正注视着“NPU-300概念方案”仿真模型。从侧面看，这架飞机的“背部”平整光滑，机翼与机身融为一体，“腹部”微微向下鼓起——这便是它的机舱。
正是因为这样的独特设计，“NPU-300概念方案”机型还具有强大的装载能力，设计载客300名或载重40吨、航程1.3万公里。根据国内外同类型飞机公开的数据看，在诸多性能上具备较明显优势。
对这个孕育了十几年的“宝贝”，研究小组成员如此描述：“该款概念方案已初步满足了新一代民机经济性、环保性、舒适性、安全性的要求，比目前的‘筒身-机翼型’飞机具有质的飞跃。”
从翼身融合布局民机概念的提出，到核心技术的攻关，再到关键技术突破，对研究团队来说，“坚持自主创新、不迷信模仿”正是十几年来的遵循与坚守。
在西工大未来飞行器研究中心，李栋教授正注视着“NPU-300概念方案”仿真模型。郭友军摄
“一款大飞机，从概念提出到市场化应用是一个漫长的过程，需要几十年、几代人的接力奋斗。”张彬乾说。十几年来，西工大与中国商飞、航空工业集团、北京航空航天大学等多家研究机构和院校强强联合、优势互补，形成了产学研结合的协同创新机制，并为翼身融合布局民机研究的深入和工程化培养储备了大量高水平人才。
“NPU-300概念方案”机舱内上部为乘客区域，下部为载货区域。西北工业大学供图
“经过几代人努力，我国大型客机的研发取得了举世瞩目的发展。ARJ-21运行、C919试飞成功都是我国民用大飞机的里程碑成果。”在张彬乾看来，要在民用大飞机领域形成与欧美三足鼎立的格局，我国的民用航空发展也仍然面临巨大挑战。
“新一代翼身融合布局民机技术，是世界民用航空的潜在未来，推进该技术发展将可能使我国在民用大飞机领域实现跨越发展，成为技术的领跑者和标准的制定者，并带动相关产业高质量发展，提升我国在未来民机市场的核心竞争力。”张彬乾说。
下一步，这一关键设计技术的集成与飞行验证工作将进一步展开，研究团队将加速开展NPU-300缩比无人机飞行验证。“我们预计用15年左右时间，分步实施，从较小尺寸无人机试飞迈向大尺寸无人机飞行验证，加速推动翼身融合民机技术的进一步成熟，促进其从概念方案和关键技术探讨研究向型号预研的转变，为国家大型民用飞机发展服务。”李栋和记者说。
