近日，波音宣布将与普惠和柯林斯宇航合作，共同开发美国航空航天局（NASA）的X-66A可持续飞行验证机。其中，普惠和柯林斯将分别为X-66A提供GTF发动机、短舱及发动机附件。
X-66A
今年6月，波音和NASA公布了X-66A可持续飞行验证机项目。这一项目意在“开创下一代更环保、更清洁、更安静的窄体机新时代”。
而从目前的发展趋势来看，X-66A所代表的技术路线，有较大可能是下一代客机突破现有常规构型、实现性能大幅提升的重要方向，值得关注。
01.现代客机构型发展的两难困境
自波音707以来，筒状机身、倒T字尾翼、下单翼、翼下挂发动机吊舱的客机布局已经获得了极大的成功。
由于它能良好地兼顾各方面性能，方便地勤维护，并拥有较大的升级改进空间，在几十年内的发展中，已经垄断了几乎各型客机的发展。现代主流客机几乎是“两桶一棍”构型的天下。
从中小型支线飞机到干线飞机，“两桶一棍”布局几乎一统喷气式飞机的天下。
构型发展的高度成熟、各家客机在总体布局上的高度同质化，不可避免会带来两难困境：
路线不改，远期将被淘汰
现有常规布局客机的气动潜力几乎已经挖掘殆尽，即使是再出极大的力气去优化细节，能换回的性能提升也很少。
但从政治和经济层面来说，眼下的航空业面临着极为激进的总体性能提升要求：诸多项目如“2050年航空发展展望”“洁净天空”“下一代航空运输系统”等，对于客机的油耗、氮氧化物排放以及噪声指标提出了苛刻的要求，动辄要求下降50%、65%或90%。
这样苛刻的要求在现有的客机构型路线下是不可能完成的。客机必须在气动布局构型和动力系统上，都实现本质性突破进步，才有达成这些目标的可能性。
在远期的未来，如果飞机制造商和航司依然停留在制造和运营传统构型客机的阶段，那么势必受到碳排放税等政策工具的积压。
颠覆式突破，失败概率更大
如果仅从物理层面的运载需求来考虑，即人的生存保障以及有限尺寸货物的运送，现有的航空技术其实已经能够支撑突破性的性能提升——如开发类似B-2无尾飞翼布局的客机，令整个机体都成为高效的机翼。
事实上，这也正是未来客机的重要探索方向之一。高度翼身融合的外形布局，结合基于高效率混动的分布式推进动力，被公认是性能提升最大的方案。但是由于目前航空业界缺乏对飞翼布局构型客机的开发经验，一系列问题也随时产生：
NASA的X-48C翼身融合布局验证机
首先就是各飞机制造商缺乏既往型号研发、运营所积累的工程数据和理论基础，因此现阶段也不存在针对性的高效分析方法、设计工具。这使得飞翼布局尽管从理论上来说有极大的性能优势，但并不一定能在具体型号的决策和设计过程中，能有效转变为实际性能——而由于经验匮乏所带来的决策和设计不确定性，新型号中预计的优势性能反而变成实际劣势短板的教训并不罕见。
另一方面，现阶段所有能支撑中大型客机运营的机场，从廊桥等基础设施到各种保障车辆，都是针对筒状机身结构设计的。
颠覆性布局的客机，一旦不能与现有机场设施良好地兼容，就将面临运营效率、乘客满意度的急剧下降。没有任何一家飞机制造商或者航司有能力在短时间内改变这种局面。
要解决这些问题，都需要足够长的时间。必须要有足够长的时间跨度，才能让新构型的研究深入细化、消除不确定性；才能让全球各地的机场，在经济性上可行的前提下，逐步向兼容全新构型客机的设施体系转型。
基于这一背景，对于较近未来的新一代客机研发，显然存在这么一个问题：既要突破，又要能尽量兼容现有飞机的设计制造、运营维护体系；更小的安全风险、上更好的经济可承受性，比极端化的性能提升更为重要。
02.桁架式结构：最佳的中庸之道？
相较于飞翼布局，新型桁架式结构的客机就要保守得多——在外形布局的基本思路上，完全可以认为它就是更换了更大更纤薄机翼的传统构型客机。
当然发动机吊舱的位置可能会变得比较奇怪，而且目前也存在更多的不确定性。
制约传统构型客机性能进一步发展的主要原因中，有一个关键环节在于；悬臂式结构的机翼已经接近工程能力上的极限了，翼展和展弦比都很难进一步再加大。如果能进一步大幅度加大翼展和展弦比，让飞机能从更广阔的气流区域内榨取出更多的升力，即使是保留传统的筒状机身，以获得对现有体系的最佳继承和兼容，飞机依然还有很大的气动性能提升余地。
桁架加强并不是新思路，实际上是飞机设计中最早期就有的设计，特别是小型低速飞机上，非常多见。
风洞测试中的“跨声速桁架支撑翼”模型，要满足极端苛刻的未来客机性能需求，从干扰阻力到气动弹性等诸多领域上，这种布局都还有大量的问题需要细化研究。
新型桁架式结构的客机布局，核心思路针对的就是这个矛盾：通过添加支撑结构，使机翼的内段形成封闭的大型承力框架——这要远比悬臂结构强壮，进而能用纤细得多的机翼，实现远超传统构型的翼展和展弦比，缩小前缘后掠角度，从而大大提升飞机的整体气动性能，尤其是巡航效率。
比如NASA和波音目前正在研究的X-66A，其机体改造自一架MD-90飞机。MD-90翼展不过32.86米，展弦比为9.62；而X-66A在更换桁架式机翼以后，翼展大幅度增加到52米，展弦比更是暴涨到19.6。
根据目前的一些公开资料，特别是NASA对于未来客机的远景阶段性规划，桁架式客机的性能前景可以满足其“N+3”、甚至是“N+4”阶段的目标。NASA制定的“N+3”阶段目标，要求在2030~2035年，实现客机噪声降低71分贝、起降阶段氮氧化物排放减少80%、油耗降低60%、实现新的起降概念。（注：“N+2”要求起降距离缩短50%）
因此，从目前的形势来看，新型桁架式布局相较于飞翼等其他路线，在成本、风险、性能之间的平衡妥协上更好地兼顾了现有体系，或许更适合未来20~30年的较短期未来发展，值得特别关注和重点分析研究。
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