李洪興

據(jù)2016年3月7日的《航空與航天技術(shù)周刊》報(bào)道，洛克希德·馬丁公司正在開(kāi)發(fā)翼身融合運(yùn)輸機(jī)概念驗(yàn)證機(jī)。在飛機(jī)開(kāi)發(fā)的過(guò)程中，通常都要設(shè)計(jì)各種不同比例的風(fēng)洞模型來(lái)完成在嚴(yán)格控制的條件下的地面數(shù)據(jù)采集，但是洛·馬公司現(xiàn)在卻打算在完成翼身融合（HWB）運(yùn)輸機(jī)的低速測(cè)試之后，不同尋常地使用縮比無(wú)人機(jī)模型進(jìn)行試驗(yàn)飛行。

今年2月，洛克希德·馬丁公司在喬治亞州瑪麗埃塔的低速風(fēng)洞中進(jìn)行了比例為4%的HWB全翼展模型的測(cè)試，補(bǔ)充了2015年8月在NASA蘭利中心的國(guó)家跨聲速機(jī)構(gòu)（NTF）進(jìn)行的同樣比例的HWB半翼展模型的評(píng)估。試驗(yàn)旨在驗(yàn)證有關(guān)這種非傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)在性能效益方面的流體動(dòng)力學(xué)計(jì)算值。

洛克希德馬丁·公司稱，為了獲得近距離起降性能并且與傳統(tǒng)的擁有確定的適合于裝載、卸載和空投貨物與部隊(duì)的下機(jī)身結(jié)構(gòu)，HWB飛機(jī)將翼身融合體的空氣動(dòng)力學(xué)效能和結(jié)構(gòu)有效性與傳統(tǒng)的T形尾翼控制有效性結(jié)合起來(lái)。按照設(shè)計(jì)，HWB飛機(jī)要能夠運(yùn)輸目前由該公司的C-5運(yùn)輸機(jī)裝運(yùn)的所有特大號(hào)貨物，同時(shí)將燃料消耗較C-17降低70%。因此設(shè)計(jì)將2臺(tái)具有超高涵道比的渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)安裝在機(jī)翼后緣之上。

在NTF進(jìn)行的測(cè)試驗(yàn)證了相關(guān)配置的高速巡航效率，包括翼上發(fā)動(dòng)機(jī)艙相對(duì)于傳統(tǒng)安裝在機(jī)翼前緣之下的設(shè)計(jì)能夠?qū)⑿侍岣?%。在洛·馬公司的低速風(fēng)洞中進(jìn)行的試驗(yàn)則著重關(guān)注的是收集穩(wěn)定性和控制數(shù)據(jù)，以確認(rèn)相關(guān)配置擁有預(yù)期的操縱品質(zhì)。

在NTF測(cè)試的半翼展HWB模型是一個(gè)重型的金屬模型，用來(lái)承受在超聲速時(shí)的高達(dá)12000磅（5440千克）的負(fù)荷，而低速模型則是一架外形完整的飛機(jī)，翼展為3米，重量卻只有45磅（20千克）。HWB模型在瑪麗埃塔低速風(fēng)洞中進(jìn)行了3個(gè)星期的評(píng)估，速度一般都低于每小時(shí)240千米。模型進(jìn)行了2種不同配置的試驗(yàn)，一種是巡航配置，用以評(píng)估控制翼面有效性的，另外一種是高升力配置，活動(dòng)襟翼和副翼都加長(zhǎng)了。洛·馬丁公司想要確認(rèn)在瑪麗埃塔低速風(fēng)洞試驗(yàn)中得到的數(shù)據(jù)，于是也在NTF進(jìn)行了一些低速高升力試驗(yàn)。洛·馬公司臭鼬工廠的HWB項(xiàng)目經(jīng)理瑞克-胡克說(shuō)，試驗(yàn)結(jié)果符合試驗(yàn)前的流體動(dòng)力學(xué)計(jì)算值。

在NTF試驗(yàn)的模型設(shè)有氣流通透的發(fā)動(dòng)機(jī)艙，而低速模型具有一對(duì)用來(lái)模擬翼上渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)的電動(dòng)涵道風(fēng)扇。這樣，洛·馬公司就能夠評(píng)估預(yù)計(jì)由發(fā)動(dòng)機(jī)在機(jī)翼上產(chǎn)生的附著氣流所導(dǎo)致的動(dòng)力增升。

低速模型由洛·馬公司設(shè)計(jì)，并由經(jīng)驗(yàn)系統(tǒng)航空公司制造，將會(huì)加以整修并且配備空速管作為遙控?zé)o人機(jī)飛行，以評(píng)估在巡航模式中的操縱性能。胡克說(shuō)，在知道涵道風(fēng)扇的推力之后，就可以計(jì)算出飛機(jī)的阻力，并且在與風(fēng)洞數(shù)據(jù)以及流體動(dòng)力學(xué)計(jì)算值比較之后，得到完整的性能數(shù)據(jù)資料。

洛·馬公司的HWB概念機(jī)開(kāi)發(fā)得到了美國(guó)空軍研究實(shí)驗(yàn)室的革命性能效配置計(jì)劃的資金支持，該計(jì)劃將于2017年結(jié)束。公司要在今年秋季為美國(guó)空軍研究實(shí)驗(yàn)室完成載人HWB驗(yàn)證機(jī)的研究，同時(shí)要為NASA完成著眼于貨運(yùn)飛機(jī)的商業(yè)化研究。NASA計(jì)劃進(jìn)行一系列的大比例翼身融合“X-飛機(jī)”試驗(yàn)，并且已經(jīng)披露了要在2020年之后推出比例為50%的翼身融合驗(yàn)證機(jī)的預(yù)算計(jì)劃。