李偉　李香　劉小光　秦琳晶

摘 要：創(chuàng)新是事物發(fā)展的源動力，新概念飛行器成為了當(dāng)代飛行器發(fā)展的靈魂，也是科技快速發(fā)展的核心價值。文章介紹了新概念飛行器的意義及特點，闡明了國內(nèi)外新概念飛行器的進展，分析了我國較國際先進水平的差距并重點對各學(xué)科的綜合協(xié)調(diào)是新概念飛行器的關(guān)鍵所在加以明確。

關(guān)鍵詞：新概念；飛行器；綜合設(shè)計

1 新概念飛行器的提出及其意義

眾所周知，創(chuàng)新是事物發(fā)展的源動力，伴隨著科技的不斷進步和發(fā)展的推動，以及人們對高精尖飛行器的需求為牽引，促使了新概念飛行器的誕生。概念創(chuàng)新是未來各行業(yè)領(lǐng)軍人士不可或缺的殺手锏。所謂新概念飛行器，即集空天、仿生、綠色、變體于一身的尚處于探索和研發(fā)狀態(tài)的一類飛行器。新概念飛行器成為了人們探索空天領(lǐng)域，促進飛行相關(guān)事業(yè)發(fā)展的靈魂，是國內(nèi)外爭相研究的熱點問題。

2 與傳統(tǒng)飛行器相比的具體特點

新概念飛行器與傳統(tǒng)飛行器相比在設(shè)計上，其飛行原理以及氣動布局等方面有較大的提升，如果用時代性、節(jié)能性、作戰(zhàn)性等詞語來形容最為貼切。

具體表現(xiàn)為以下幾個方面：噪聲污染、廢氣排放控制、氣動一體化設(shè)計等方面均可應(yīng)用于大型客機設(shè)計以及新一代環(huán)保型超聲速客機的設(shè)計，使其在環(huán)保性方面突出優(yōu)勢；而高生存性綜合設(shè)計方法則可用于大型軍用運輸機和第六代戰(zhàn)斗機的設(shè)計，為提高其作戰(zhàn)能效奠定基礎(chǔ)；對于一些極端隱身性技術(shù)、遠航程及超常續(xù)航能力方面的設(shè)計方法可用于先進布局無人機、高空長航時無人機設(shè)計； 寬包絡(luò)、多任務(wù)一體化設(shè)計將為設(shè)計適應(yīng)性更強的高超聲速飛行器模型提供保障，可用于吸氣式和超高速飛行器的設(shè)計。

簡言之，新概念飛行器將具有高復(fù)雜性、高精密性、高先進性，其綜合設(shè)計的方法將在現(xiàn)有多學(xué)科設(shè)計的基礎(chǔ)上，向高度協(xié)同與學(xué)科耦合設(shè)計的方向發(fā)展。

3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

2012年6月，美國波音公司“鬼眼”氫動力無人機成功首飛。最為突出的技術(shù)特點是它的動力和燃料，發(fā)動機采用兩臺以液氫為燃料的活塞發(fā)動機，單臺功率11KW，巡航速度241Km/h，而排放的廢物只有水，是軍用飛行器中的收款綠色軍用飛機，此外，它的性能突出，其翼展約為45.72m，飛行高度可達20000m，留空時間長達4天，這是目前大多數(shù)無人偵察機做不到的，可能成為未來無人機技術(shù)的發(fā)展方向。

2012年7月，波音公司為美軍開發(fā)的新型X-48C翼身融合體無人驗證機完成了首次飛行，X-48C屬于民用項目，主要為未來的新型運輸機、旅客機開發(fā)一種平臺，因為它隱身效果好、經(jīng)濟性好、噪聲低，有可能把這種民用的無人駕駛驗證機轉(zhuǎn)變成一種軍用的無人駕駛飛機，用它實施遠距離偵查甚至遠程攻擊。飛機翼展6.4m，是X-48B試驗機的雙發(fā)派生型，是繼X-47B艦載無人機和X-37B空天無人飛機后美軍開發(fā)的另一款極為重要的新概念無人機，其獨特的翼身熔合設(shè)計，在空中受到的阻力減小，不僅可提供額外的升力減少油耗，還能實現(xiàn)降噪效果，具備超強的靜音性能和隱身性能。X-48C的設(shè)計概念未來將被廣泛用于民用和軍用航空領(lǐng)域。美國媒體評價稱：“X-48C或?qū)⒊蔀橄乱淮娇诊w行器的設(shè)計典范，是一款未來主義的機型。”2012年，美國空軍先后授予通用電器公司和惠普公司自適應(yīng)發(fā)動機技術(shù)發(fā)展項目合同，標(biāo)志著美國空軍針對第六代戰(zhàn)斗機等下一代作戰(zhàn)飛機的新一代發(fā)動機技術(shù)發(fā)展工作已經(jīng)全面展開。據(jù)分析，基于該項目的發(fā)動機裝于第六代戰(zhàn)斗機的作戰(zhàn)半徑可提高到25%-30%，超聲速巡航半徑可提高50%，續(xù)航時間可延長30%-40%?？梢灶A(yù)見，自適應(yīng)變循環(huán)發(fā)動機的實用化將帶來作戰(zhàn)飛機發(fā)動機技術(shù)的又一次變革，并將為下一代作戰(zhàn)飛機帶來巨大戰(zhàn)機性能優(yōu)勢。

據(jù)新聞報道，美國在2014年宣布裁軍時，其預(yù)算其實是有增有減的，在某些方面有所減少，但尤其在“高精”技術(shù)方面投入實際上是增加的。打算花260億美元，約合人民幣1592億用于新武器研發(fā)和培訓(xùn)方面，這其中，有10億美元，約合人民幣61億投入到第六代戰(zhàn)機的發(fā)動機研發(fā)項目，美國從2006年開始第六代戰(zhàn)機發(fā)動機的論證工作，從2007年開始研發(fā)，預(yù)計將在2017年完成整機地面試驗。

在2014年天津的直升機博覽會上，我國中航工業(yè)便向人們展示出新概念高速垂直起降機“絕影”和“藍鯨”。這種新概念飛行器是對傳統(tǒng)直升機速度極限的挑戰(zhàn)，據(jù)這款新概念飛行器的設(shè)想，“絕影8”無人飛行器通過兩個副旋翼共軸反轉(zhuǎn)達到相互平衡，并提供了飛行器所需的升力；對于拉力，則是在機身前面安置了雙排對轉(zhuǎn)拉力槳，這樣能提供較好的穩(wěn)定性。中航工業(yè)在本年度再接再厲，在天津舉辦的第三屆中國國際直升機博覽會上，展示了一款科技感極強的名為“飛鴻”的新概念飛行器。該飛行器是一款涵道旋翼飛行器，它具有懸停、短距起飛和飛機模式前飛的能力。它通過涵道旋翼實現(xiàn)懸停起飛，螺旋槳和機翼實現(xiàn)前飛，全機重量為60kg級，可執(zhí)行情報、監(jiān)事、偵察、和目標(biāo)獲取等任務(wù)。

總體來說，目前，我國的飛行器設(shè)計和綜合設(shè)計方法的研究提出了六代戰(zhàn)機的可能方向，并建立了六代戰(zhàn)機綜合設(shè)計需要考慮評價指標(biāo)體系（氣動、隱身、性能、重量、變體結(jié)構(gòu)、發(fā)動機、生存力、費用、效能、全電與光傳特性、研制風(fēng)險、研制周期和可生產(chǎn)性），但是在創(chuàng)新與綜合設(shè)計多學(xué)科優(yōu)化方面與國際上尚且還有一定的差距，事實表明，今后我國相關(guān)科研工作者需要在飛行器新概念方面和綜合設(shè)計方面進行深入研究。

綜上所述，新概念飛行器是一個系統(tǒng)工程，需要我們摒棄現(xiàn)有的傳統(tǒng)思想，綜合考慮動力能源、外形設(shè)計、航電材料以及穩(wěn)定載人等方面，綜合協(xié)調(diào)各學(xué)科才能形成較理想的設(shè)計方案。新的技術(shù)必然會帶來新的困難，但也必將會更加美好的詮釋量與量之間的相互轉(zhuǎn)換，我們拭目以待。

參考文獻

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