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  2020 年，世界民用飞机的发展依旧围绕绿色、节能、降噪、减排的总目标持续推进，总体气动技术呈现出稳中有新的发展特点。电推进飞机依旧是民用航空研究热点和未来的重要发展趋势之一，世界多国、多家企业及研究机构的多种电推进飞机方案持续推进；氢能成为民用航空动力的又一研究热点，推动飞机总体气动技术的改进，促进航空业向低碳及零排放的方向发展；波音公司、空客公司等航空主制造商持续不断探索新型气动布局及各种气动技术的潜力，为推进民用航空可持续发展，各国的建模仿真及试验等基础技术也在稳步推进。此外，随各项技术的发展以及人们对高速旅行的需求，超声速民机关键技术的研发也在持续推进。

  一、 常规机型持续改进 1. 空客A321XLR完成供应商选择并开始生产部件

  2020年度，尽管受疫情影响，空客公司坚持A321XLR项目研制。4月，该公司已生产了首架A321XLR的第一批金属部件，并完成了A321XLR关键部件的供应商选择。空客公司在南特工厂加工中央翼盒金属部件，赛峰集团负责机头和起落架，慢慢的开始生产起落架锻件。德国飞机零配件制造商空客Premium Aerotec将制造后中央油箱的主要结构；美国势必锐航空系统公司将制造内侧单缝襟翼；柯林斯航宇公司和派克航宇公司将牵头燃料系统和油箱惰化措施的开发；奥地利的FACC将生产改进的腹部整流罩；起落架上位锁选择美国凯旋集团，供水系统选择德国Diehl 航空公司等。

  目前，已有24家客户订购了约450架A321XLR飞机，空客公司计划于2022年开始对A321XLR飞行测试，于2023年开始服役。

  10月，空客公司推出了ACJ220公务机，这款公务机不仅创造了“超大型公务机”这一全新细分市场，还首次提供灵活的客舱类型选择，以实现用户对大型以及远程公务机的需求。A220系列飞机是同级别飞机中最安静、最清洁和最环保的飞机，与上一代飞机相比，其噪声足迹可降低50%，燃油消耗降低25%。得益于全新A220系列飞机的优异性能，其经营成本也降低了三分之一，所需的起降机场以及机位大小与同类公务机相同，但客舱空间占一定优势。

  ACJ220公务机已获得首批6架订单，首架ACJ220公务机计划2023年初交付逸华航空并投入运营。

  波音777X飞机飞行测试进展。波音公司的777X飞机是当前最大的商用双发运输机，由GE航空公司的GE9X发动机提供动力，该型机翼展长71米，采用复合材料及新型折叠翼尖，以方便机场运营。于2020年1月25日首飞，后来受疫情影响，波音减缓了777X的飞行测试工作，4月份，第二架波音777X成功完成首飞，测试飞机的操纵特性等科目。第一架机已完成约100小时的飞行试验，对襟翼、速度、高度和系统设置等进行了测试。

  三菱“天空喷气”（SpaceJet）支线年，鉴于新冠疫情的影响，三菱重工面临严峻的财务困难， 2月6日，三菱宣布将M90交付时间推迟至2021年，5月份，三菱宣布暂缓研发M100，并将其投入运营时间调整为2023年。10月份，三菱重工声称考虑到研发状况和市场环境，将进一步削减陷入困境的“天空喷气”项目预算，“暂停”M90相关开发活动，但仍接着来进行型号取证文件编制工作。

  空客公司的混合动力电动验证机E-Fan X，基于BAe 146 RJ100，将4台喷气发动机中的一台用2MW电机取代，为液体冷却系统增加大型外部安装的热交换器，以及为机身安装的发电系统增加进气口和排气口。E-Fan X项目旨在探索混合电推进系统在民用航空中的发展的潜在能力，项目得到欧洲“洁净天空”2的支持，由空客和西门子于2016年发起，2017年罗罗加入该项目，并于2019年收购西门子电动航空部门。该项目在2020年度2月份，完成了E-Fan X飞机风洞试验，模型比例1:8，此次试验测试了这种混合电推进验证机的气动设计、低速性能和飞行品质，实现了飞机研制的一个关键里程碑，为2021年首飞奠定了基础。4月份，由于新冠病毒疫情对航空业造成了严重影响，空客与罗罗公司对研究项目的优先级进行重新评估，共同决定终止E-Fan X演示验证计划，取消原计划的飞行演示验证，E-Fan X计划的终止可能会影响电推进技术在大型飞机应用的进程。但该项目研究工作取得了丰富的成果，探索了包括混合电推进系统架构、电池技术、高压电网系统和适航取证相关知识。

  英国EAG公司表示，计划开发70-80座的混合动力支线），并寻求财团的资金支持，预计于2028年投入到正常的使用中。作为串联混合动力飞机，HERA 70预计研发成本50亿美元，最大起飞重量为48500磅；以275节的速度在25000英尺高度飞行，航程为800海里；随着电池的改进，到2030年航程增加到1200海里；与ATR72涡浆飞机相比，其噪音水平将降低40％，利润率提高50％。此外，HERA 70内置在机舱内的两台涡轮发电机为四个机翼上的螺旋桨提供动力，并为电池充电，目前柯林斯航空航天公司、赛峰集团和罗罗公司都可提供该种尺寸的发动机。

  德国德意志飞机公司表示将开发D328eco型低排放飞机，面向50座级以内的支线通勤市场。该机将采用普惠PW127S发动机，使用可持续航空燃料（SAF），预计于2025年投入商业运营。据推测，该机可能采用混合电推进系统，结合可持续航空燃料，实现低排放要求。

  ZeroAvia公司在6座派珀 M350基础上改装的测试飞机在英国克兰菲尔德机场进行了首次氢燃料电池动力飞行，变成全球低碳飞行史上具有里程碑意义的重要事件。

  空客公司公开展示了世界首架零排放商用飞机的3种设计概念，分别代表了实现零排放飞行的不同技术途径，旨在探索各种动力技术和气动布局，率先在整个民用航空业实现脱碳。3种概念方案都选择了氢能作为主要能源，空客认为氢能源作为一种清洁的航空燃料具有广阔的前景，并很可能是航空航天以及多个别的行业实现气候中立目标的解决方案。

  环球氢能（Universal Hydrogen）公司计划将支线）改装为氢燃料电池动力飞机，该公司宣布与美国电动飞机推进系统开发商magniX展开合作，以促进氢燃料电池于近期在商用航空中获得应用。

  俄罗斯茹科夫斯基中央气动和流体力学研究院（TsAGI）继续未来干线飞机飞翼布局研究工作，优化飞翼气动布局，消除发动机短舱、挂架和机翼之间相互作用的不利影响。3月份，TsAGI已用钢和铝合金制作飞翼布局模型，模型比例为1：33.3，长度超过一米，翼展1.8米。模型采用整体式设计，中央机翼较大，对接机翼检测装置，带有V形双垂尾。零件数量约93个，模型的制造并不是十分复杂。7月份，完成了未来干线客机“飞翼”（LK）布局模型在T-128风洞的阶段试验，研究了巡航状态下的综合气动特性，包括拆除短舱，确定气动干扰量化数值，试验表明干扰阻力明显降低。还计划进行模型绕流显示研究。下一阶段的试验将在TsAGI的T-106风洞中进行，并通过可视化方法研究流动的物理机理。

  翼身融合布局是指机翼和机身高度融合的全升力面飞机外形，多项研究表明，翼身融合布局的气动阻力较小、飞行效率高、结构重量轻、装载空间大、不但节能环保，还能大大降低噪声与发动机有害化学气体排放，是有望实现未来绿色航空“经济、环保、舒适、安全”要求的民机革命性布局技术之一，也是国际航空界多年来争相研究的领域之一。

  2月，空客公司在新加坡航展上展示了MAVERIC（用于验证和试验稳健创新控制的飞机模型）“翼身融合”民机缩比模型技术验证机。缩比验证机长2米(6.6英尺)，宽3.2米，表面积约2.25平方米(24平方英尺)。该机布局设计极具颠覆性，与当前的单通道飞机相比，预计燃油消耗可降低20％以上。“翼身融合”构型为推进系统创新和集成开辟了新的可能性，多功能客舱可提供全新的机上乘客体验。该验证机已于2019年6月完成了首次飞行测试，下一代单通道飞机或许将从这款验证机种收益良多。

  空客公司于2020年9月21日公布的代号为ZEROe的3型零排放商用客机概念方案，其概念方案之一采用“翼身融合”布局（图5），动力系统为分布式涡轮风扇发动机，可搭载200名乘客，航程与涡扇方案类似，约3700千米（2000海里）。该布局型式的优点是其超宽的机身为氢燃料的储存、分配以及舱室布局提供了多种选择，液氢燃料箱位于机翼下方。

  Flying-V翼身融合概念方案由代尔夫特理工大学研发，并得到空客和荷兰皇家航空公司(KLM)的支持，着眼于为未来远程客机发展新布局，其缩比验证机于2020年9月份在德国一个秘密空军基地完成首飞。该款机型采用V型设计，将客舱、燃料舱都集成在机翼里，由一对后置涡扇发动机提供动力，与A350相比，该机型的燃油效率提高了20％，与传统飞机相比，其气动效率提高了约15％。荷兰代尔夫特理工大学介绍，“Flying-V”在设计阶段就已经考虑到了未来飞机在动力系统上的改进，当未来有更新的、电动化的动力系统出现后，“Flying-V”也能够很容易地与之适配，其最终目标是在飞行中实现零排放。

  NASA一直在推进全电动飞机X-57“麦克斯韦”分布式布局方案研究，2020年3月，NASA官方发布了X-57最终构型概念图，即Mod IV，描绘了X-57在不同阶段的状态。X-57采用大展弦比机翼，减少飞行阻力，提高效率。两侧翼尖各安装一台巡航电动机，驱动直径1.5米（5英尺）的螺旋桨，减少因翼尖涡流而损失的能量。沿机翼前缘分布安装12台带有螺旋桨的小型高升力电机，用于在起飞和降落阶段提供升力。在起飞阶段，X-57启动小型高升力电动机，带动螺旋桨旋转，提供起飞所需的升力。在巡航状态时，停用小型高升力电动机，螺旋桨叶片折入短舱以减少阻力。在飞机降落时，重新再启动小型高升力电动机，螺旋桨叶片恢复旋转，以提供降落所需的升力。

  11月，空客探索降低直升机噪音的技术与新的操作方法，着眼于未来城市空运环境。虽然Fenestron尾浆与Blue Edge主旋翼叶片能够更好的降低直升机的整体噪声，但空客直升机仍在探索如何将可能对人耳产生刺激的因素最小化，包括脉冲、音调与高频声音、以及声音维持的时间。2020年初，在法国民用航空管理局DGAC的支持下，空客直升机的创新声学团队进行了一项研究，以测量城市居民对空客直升机感知到的噪音声级以及建筑物如何过滤声音，以支撑未来垂直起降飞行器（eVTOL）的设计评估。

  7月，波音宣布继续推进“生态演示验证”项目（ecoDemonstrator），以阿提哈德航空公司的787-10飞机作为飞行测试平台，本次环境试验降噪项目最重要的包含机身噪音测试和起落架噪音测试。在机身噪音测试中，波音公司与NASA合作，在机身外部和机场地面安装了1200个麦克风。在起落架噪音测试中，波音公司与赛峰起落架系统公司合作，开展飞机起落架降噪研究；

  9月，空客表示，已经与两家航空公司（Frenchbee、SAS Scandinavian Airlines）及3家空中导航服务供应商（法国的DSNA、英国的NATS以及Eurocontrol）签署协议，共同验证其子公司UpNext负责的Fellofly演示机项目在减排方面的可行性，并计划于今年使用两架空客A350进行飞行测试。

  6月，德克萨斯大学奥斯汀分校计算工程与科学研究所的研究人员发布了科学机器学习“算子推理”程序包。该程序包可以直接从高精度仿真数据中学习获得降阶模型。通过嵌入控制方程的结构，“算子推理”的降阶模型具有传统“黑箱”机器学习没办法实现的预测能力，这对于使用降阶模型来加速多学科设计优化中的复杂物理计算非常重要。

  Boom在2020年早一点的时候完成了XB-1静翼载荷测试和机翼与机身的对接。Aerion公司在4月宣布将在2024年前让AS2完成首飞，2026年投入到正常的使用中。Aerion公司CEOTom Vice预计，未来10年将有300至500架超声速商务喷气机的需求，并表示未来将实现“零碳”状态。未来几十年将转向混合电力推进，到2050年将转向全电推进超声速飞行。

  5月，Aerion公司提出，2050年发展全电及混合电推进超音速/高超音速民用飞机计划。该公司认为到2040年，航空运输业的飞行速度可能高达3.8-4.5马赫，甚至超过5马赫，洛杉矶到东京间的飞行时间为2小时以内，而2050年则可能实现全电推进的超音速飞行。目前还有多项技术难点亟待解决，如热管理和全电推进飞机的重心问题，前者需要开发主动冷、非烧蚀高温蒙皮等新型技术和新型高能量密度电池及相应的能量管理技术；后者无法像传统飞机一样通过燃油做调整，也需要相应的解决方法。

  4月，俄罗斯工贸部发布了7.17亿卢布的“高超声速飞机研制”项目招标书，项目经费由联邦预算划拨。根据任务要求，中标企业需在2021年12月15日前提交阶段性研究成果。其研究方案首先需技术可行，其次要满足商业航空服务的品质和环保要求。中标企业还需完成包括气动布局、参数评估、发动机和机载系统数字仿线月，俄罗斯中央空气动力研究所(TsAGI)宣布，俄罗斯计划以米格-29战斗机为基础，研制新一代超声速民用飞机的原型机，预计其飞行速度可达到2马赫。这种原型机将在飞行试验中验证所选关键技术的正确性，包括空气动力学外观、位置、进气口形状和尺寸、发动机喷嘴装置等。

  9月，俄罗斯联邦政府开始筹建国家超声速客机研发中心，旨在构建先进的低声爆超声速飞机概念设计以及气动等有关专业技术知识库，主要涉及材料、强度、声学、振动、发动机效率、排放、人工智能等10类关键技术，覆盖6个先进的技术领域，重点解决未来超声速航空领域的基础技术问题。目前，俄罗斯联邦政府已组织多个机构共同筹备组建工作，包括GosNIIAS航空系统中心、Gromov飞行测试中心以及Baranov飞机发动机研究所等。根据政府工作规划，目前已收到60份项目拨款申请，预计在2020~2024年拨款近155亿卢布（2.05亿美元）。

  2月，Boom Supersonic公司对XB-1机翼结构实施密封工序，使主要结构成为一个完全封闭的结构，这是公司在大型结构组装方面所取得的一个关键里程碑。3月初，研发小组成功完成XB-1机翼的静载荷测试。在测试过程中，模拟飞机在飞行中经历的最大飞行载荷约为6万磅(27216千克)。为了验证机翼设计分析，在主机翼结构上安装了26个液压助力器，模拟飞行时的压力分布。4月，美国超声速商用飞机制造商Boom Supersonic公司在超声速演示机XB-1项目上取得了重大进展，完成了XB-1机翼组装和所有机翼测试项目，确定了三个关键结构对接，完成了XB-1机翼结构组装工作。5月份，超音速客机XB-1的整体式机翼和机身已完成对接，整体式机翼重达329公斤。

  10月， Boom Supersonic公布了全球首架自主研发的超声速喷气机XB-1演示验证机。XB-1具有如下特点：1）外形：71英尺（21.64米）的长机身经过优化设计，可实现高速飞行；2）材料：碳复合材料机身在超声速飞行的高温与压力下仍能保持其强度与刚性；3）机翼：三角翼在起飞与着陆兼具低速稳定性与高速效率；4）推进力：由GE设计的3台J85-15发动机可提供超12000磅（5.44吨）的推力，使XB-1实现超声速飞行；5）驾驶舱工效学：经试飞员的反馈与数百小时的测试，持续改进驾驶舱舱设计；6）前视系统：利用高分辨率摄像机与驾驶舱显示屏为飞行员提供了一个前视虚拟窗口，提升着陆时的跑道可见性。

  Boom Supersonic将继续推进XB-1地面测试，并计划于明年在加利福尼亚的莫哈韦沙漠进行飞行测试。同时，将最终敲定“Overture”的推进系统并进行风洞试验验证。在XB-1在飞行测试中突破音障后，Boom Supersonic将最终确定“Overture”的设计，计划于2025年推出。

  9月，美国德克萨斯大学阿灵顿分校（UTA）宣布与Ansys公司联合开发一款先进的设计与分析工作流程，以验证美国当前与下一代超声速飞行器中的系统模型。该工作流程将快速认证仿真软件代码，有助于减少超声速技术的开发费用并提高工程生产率，有助于推动从航天器再入热保护系统到超燃冲压发动机燃烧技术等一系列关键高超声速技术的发展。

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