隨著2020年2月空客公司在新加坡航展上展示了其名為“MAVERIC”的翼身融合縮比模型技術驗證機，世界最頂尖的民用飛機主製造商波音、空客都公開了各自在翼身融合佈局客機上的研究成果。
圖1.空客“MAVERIC”翼身融合縮比模型技術驗證機
自20世紀90年代以來，波音鬼怪工程隊就一直在探索翼身融合佈局，提出了450座級的BWB-450方案，並製造出了大名鼎鼎的X-48B無人駕駛驗證機。這種翼身融合+背部發動機的佈局形式，引領了全世界翼身融合佈局研究的風潮，各國翼身融合新概念佈局都能看到它的影子。
圖2.波音X-48B縮比模型技術驗證機
2019年，經過十多年潛心研究和技術攻關，由西工大牽頭，聯合中國商飛、中國航空工業集團、北京航空航天大學等院所組成的的翼身融合民機技術研究團隊，為解決翼身融合佈局客機最難的90秒應急撤離要求和非圓柱形機身的增壓結構問題提供了方案，有望使翼身融合客機通過適航，投入商業航線運營。
圖3.西北工業大學翼身融合縮比模型技術驗證機
翼身融合客機研究的內在驅動力
增升減阻一直氣動設計永恆的主題，有利於提高飛機商載、減小飛機阻力，提升飛機巡航效率，降低耗油率，對降低航空公司的運營成本和提高利潤具有重要意義。
為了能增升減阻，近幾十年來，航空界採取了大量措施和方法，如使用超臨界翼型、提高機翼展弦比、翼稍小翼、渦流發生器、層流控制等，但多數大型民用客機的巡航升阻比始終處在20以下，甚至更多的是在17左右徘徊。可以說，機身+機翼+尾翼這種常規佈局，不論是翼吊佈局還是尾吊佈局，受結構、材料以及機場條件等因素的制約，進一步提高升阻比的潛力極其有限，已成為制約民機氣動性能進一步提升的瓶頸。只有打破常規，顛覆性地採用新概念佈局，才有可能大幅提高氣動性能，達到高升阻比，比如桁架支撐翼佈局、聯結翼佈局、飛翼佈局、翼身融合佈局、雙機身佈局等。其中，翼身融合佈局是航空界研究最廣泛、研究程度最深的新概念佈局。
翼身融合客機的優勢
翼身融合佈局飛機機身和機翼之間的過渡極為平滑，曲率極為連續，二者渾然一體，看不出明顯的界面，可謂你中有我，我中有你，頗具流線感和科幻感。具有常規佈局飛機難以企及的空氣動力學特性，設計到位的翼身融合佈局飛機升阻比可能達到30以上，節省20%以上的燃油，只要能通過適航審查，必將成為航空公司親睞的佈局。除此之外，扁平化設計可以取消佔用體積較大的部件，能節省大量材料，具有更高的空間利用率；可以讓飛機整個結構都產生升力，更寬、更厚的機翼，以及沿機翼展向的商載佈置，將提高機翼的卸載能力，降低材料的強度要求；發動機佈置在飛機背部，對發動機噪聲向下方傳播有一定的遮蔽作用，利於降噪；還不受短艙離地距離的約束，利於推進系統創新和集成。
翼身融合客機的早期探索
早在飛機誕生初期的1910年，德國的容克就取得了飛翼佈局滑翔機概念專利；20世紀20年代，德國的沃特曼兄弟就製造出了世界最早的飛翼機；再經過一系列演變，介於飛翼和常規佈局之間的翼身融合佈局橫空出世。1929年，德國漢莎航空就運營過翼身融合客機容克 G.38飛機，綽號“飛行旅館”，機翼厚度達到2米，可容納12名乘客，外加在中央機身的22名乘客，它總共能夠容納34位乘客，遠超同時期其它客機。遺憾的是，由於翼身融合佈局嚴重的操縱性和穩定性問題，它儘管開創了翼身融合民用客機的先河，但也成了“史家之絕唱”，迄今後無來者。雖然很多公司如波音、麥道、德哈維蘭公司都曾考慮設計翼身融合客機，但還是“革命尚未成功，同志仍需努力”。
圖4. 翼身融合容克 G.38客機
翼身融合客機的難點與不足
在空氣動力和飛行控制方面，翼身融合佈局通常機翼展向尺寸較大、中央機身段尺寸比較緊湊，俯仰慣性矩相對較小；再加之沒有常規尾翼，有的方向舵佈置在翼梢小翼上，只能依靠翼身融合彎曲後緣的多個操縱面，一個天然的問題就是力臂短，導致所需操縱面受力較大，抗側風能力差，一些翼身融合飛機甚至出現過抬頭上仰，難以改出的“翻滾”現象。不僅限制升阻比的進一步提升，對俯仰和偏航控制帶來不利的安全隱患。翼身融合的操縱面很多(B2飛機有20塊操縱面），一方面由於操縱面之間干擾帶來的操縱效率問題，另一方面由於操縱面偏轉的協調分配問題,飛控系統研製難度極大。
在結構和製造方面，翼身融合客機是扁平結構，當重心與所受的壓力作用中心在展向不共線時，會受到很大的剪切力；其客艙空間不規則，基本上都是非圓形截面，對增壓承力結構設計和減重帶來很大的難度，對材料的力學特性要求很高。另外，飛機每一個截面都不一樣，大量雙曲外形零件需要定製，設計和製造效率較低，成本相對高昂。
在安全和適航方面，如果將乘客集中在寬大的機身中部，窗戶和逃生出口布置困難，人員疏散和應急撤離可能達不到適航的90s黃金逃離時間要求。如果將乘客沿機翼展向分開，那麼大量的燃油只能裝在機翼客艙地板下方的油箱裡，一旦起火，對人員的安全十分不利。
在乘客舒適方面，電影院式的座位佈局，將有大量乘客處在“暗無天日”的中間，儘管可以採用模擬舷窗，但畢竟並非真實舷窗，乘客體驗差，日常運營的登機離機也不方便。如果把乘客佈置在接近機翼兩側的地方，飛機在轉彎時帶來的滾轉，將使乘客的上下抖動幅度更大，如同過山車，給大家帶來身體的不適。
結束語
儘管翼身融合BWB佈局在氣動上極為高效，也深受航空界的期望，產生了多種多樣的技術驗證機，但要在實際商業航線上開展客運，仍然過為激進。不僅面臨技術上的問題，乘客的接受程度和機場的兼容也是重要的制約因素。據行業專家預測，從縮比驗證機到全尺寸原型機將需要10-15年，即使一切順利，翼身融合客機正式投入型號生產至少得等到2030年以後。
