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        淺析未來(lái)軍用戰(zhàn)機(jī)的發(fā)展

        2020-11-25 20:31:46李嘉豪李帥可陸軍航空兵學(xué)院
        數(shù)碼世界 2020年4期
        關(guān)鍵詞:飛翼軍用轟炸機(jī)

        李嘉豪 李帥可 陸軍航空兵學(xué)院

        關(guān)鍵字:戰(zhàn)機(jī) 飛翼式氣動(dòng)布局 發(fā)展 應(yīng)用

        軍用戰(zhàn)機(jī)是當(dāng)今世界武器庫(kù)中重要裝備之一,同時(shí)也關(guān)乎到一個(gè)國(guó)家的戰(zhàn)略及安全,因此世界各國(guó)均把發(fā)展各類(lèi)軍用戰(zhàn)機(jī)作為重點(diǎn)項(xiàng)目。近年來(lái),隨著世界形勢(shì)的變化帶來(lái)的影響,軍機(jī)發(fā)展快速推進(jìn),呈現(xiàn)了一些值得重視的發(fā)展趨勢(shì)。

        F-22 戰(zhàn)斗機(jī)是全球首款第五代戰(zhàn)斗機(jī),具備超聲速巡航、對(duì)雷達(dá)隱身等多種能力,被公認(rèn)為世界最強(qiáng)現(xiàn)役戰(zhàn)機(jī)。其他方面,F(xiàn)-35 聯(lián)合攻擊機(jī)項(xiàng)目是美國(guó)唯一在研的第五代戰(zhàn)機(jī)項(xiàng)目,也是目前美國(guó)國(guó)防部最大、最復(fù)雜的采辦項(xiàng)目。該項(xiàng)目為滿足用戶的高性能要求,大量引入新技術(shù)、并強(qiáng)調(diào)不同軍種機(jī)型之間的高度通用性。

        在世界大多數(shù)國(guó)家尚在研制第五代戰(zhàn)機(jī)之時(shí),特別是F-35 戰(zhàn)機(jī)還在緊鑼密鼓的研制中,美國(guó)卻又把目標(biāo)瞄準(zhǔn)研制第六代戰(zhàn)機(jī),此舉不能不引起了世界各國(guó)的高度關(guān)注??v觀歷史,戰(zhàn)爭(zhēng)是人類(lèi)科技進(jìn)步的重要推動(dòng)力,這一點(diǎn)在航空工業(yè)的發(fā)展上體現(xiàn)尤為明顯。在高速迭代中,這些未來(lái)戰(zhàn)機(jī)中,一些戰(zhàn)機(jī)的機(jī)翼已采用了一種“新設(shè)計(jì)” 飛翼式氣動(dòng)布局。

        飛翼式氣動(dòng)布局(簡(jiǎn)稱(chēng)飛翼布局)是一種科技含量高、技術(shù)難度大的飛機(jī)氣動(dòng)布局。飛翼布局飛機(jī)沒(méi)有傳統(tǒng)的平尾與垂尾,也沒(méi)有明確的機(jī)身,整架飛機(jī)就是一款巨大的飛翼,整個(gè)飛翼又是一架飛機(jī)。二戰(zhàn)時(shí)期人們開(kāi)始了相關(guān)的實(shí)用性試驗(yàn),經(jīng)過(guò)幾十年的不懈追求,飛翼布局逐步開(kāi)始實(shí)用化,并被應(yīng)用到新型轟炸機(jī)和新型無(wú)人機(jī)上。隨著技術(shù)的發(fā)展,飛翼布局還將進(jìn)一步普及,被越來(lái)越多的國(guó)家用作主力軍用飛機(jī)的氣動(dòng)布局。

        飛翼布局飛機(jī)就是一整款大型的飛翼結(jié)構(gòu),尤其是沒(méi)有尾翼十分難以控制飛行姿態(tài)。飛翼布局飛機(jī)的表面沒(méi)有垂直尾翼、水平尾翼和腹鰭這些增加飛機(jī)方向穩(wěn)定性的控制面,因此,飛翼布局只能通過(guò)位于機(jī)身前后緣的舵面和設(shè)于機(jī)身的擾流板操控飛機(jī),而這種控制方式需要極其靈敏的操控和調(diào)節(jié),這種調(diào)節(jié)也是持續(xù)不斷進(jìn)行的,單純通過(guò)人類(lèi)操控完全無(wú)法做到。

        保持穩(wěn)定的控制僅是一個(gè)方面,飛翼布局的內(nèi)部構(gòu)造同樣需要精準(zhǔn)的設(shè)計(jì)計(jì)算。飛翼布局飛機(jī)的全部設(shè)備都布置在整架飛翼中,包括人員、貨艙、燃油、機(jī)載設(shè)備、動(dòng)力系統(tǒng)、起落架等。由于所有的人員設(shè)備都位于飛翼之中,飛翼的厚度要遠(yuǎn)厚于傳統(tǒng)常規(guī)布局飛機(jī)的機(jī)翼。當(dāng)飛行速度超過(guò)音速時(shí),飛翼布局飛機(jī)的飛行阻力會(huì)急劇增加,影響氣動(dòng)效率與飛機(jī)穩(wěn)定性,因此,以人類(lèi)目前的發(fā)展技術(shù),飛翼布局只適合用于對(duì)速度要求不高的飛機(jī)。

        飛翼布局的技術(shù)難度大,但飛翼布局的優(yōu)點(diǎn)也十分明顯。飛翼布局的載荷分部相對(duì)均勻,升阻比大,具有天生的大荷載、低阻力的優(yōu)勢(shì),運(yùn)輸效率高。由于機(jī)身是一款飛翼,飛翼布局飛機(jī)的雷達(dá)散射截面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于常規(guī)布局的飛機(jī),對(duì)不同波段的雷達(dá)均會(huì)形成出色的隱身效果??傮w來(lái)說(shuō),飛翼布局的優(yōu)勢(shì)大于劣勢(shì),在實(shí)際應(yīng)用中可以很好的揚(yáng)長(zhǎng)避短。隨著電傳操控系統(tǒng)逐漸成熟,飛行員將操控指令傳輸給計(jì)算機(jī),計(jì)算機(jī)根據(jù)飛行數(shù)據(jù)完成高速精確的計(jì)算并控制飛機(jī)舵面。通過(guò)電傳操控系統(tǒng)的引入,飛行員對(duì)于飛翼布局飛機(jī)就有了如同傳統(tǒng)常規(guī)布局飛機(jī)的操控感。

        人類(lèi)第一款實(shí)用性的飛翼布局飛機(jī)是美國(guó)的B-2 隱身轟炸機(jī),B-2轟炸機(jī)巧妙利用了飛翼布局的各方面優(yōu)勢(shì),隱身性能好、航程遠(yuǎn)、載彈量大。B-2 機(jī)翼的減速板—方向舵非對(duì)稱(chēng)張開(kāi)起到襟副翼的作用,對(duì)稱(chēng)張開(kāi)則可充當(dāng)減速板,在進(jìn)入戰(zhàn)區(qū)后,B-2 還可以開(kāi)啟戰(zhàn)區(qū)模式,緊閉減速板—方向舵,利用發(fā)動(dòng)機(jī)的差動(dòng)推力控制飛機(jī)。B-2 的機(jī)身長(zhǎng)度約B-1B 與B-52轟炸機(jī)機(jī)身長(zhǎng)度的一半,卻能在載彈量、航程上與兩者達(dá)到同一水平。加之強(qiáng)大的隱身性能,B-2 轟炸機(jī)在突防能力上遠(yuǎn)超以往的戰(zhàn)略轟炸機(jī),可以穿透敵人的防空網(wǎng),飛抵縱深地域執(zhí)行打擊任務(wù)。除了B-2 轟炸機(jī),美國(guó)的下一代隱身轟炸機(jī)B-21 也沿用飛翼布局的設(shè)計(jì),另?yè)?jù)媒體報(bào)道,俄羅斯的下一代隱身轟炸機(jī)同樣也采用了飛翼布局。

        不僅是大型轟炸機(jī),飛翼布局也越來(lái)越多的被應(yīng)用在無(wú)人機(jī)上。目前,美國(guó)、俄羅斯、中國(guó)、歐洲國(guó)家等航空業(yè)較為發(fā)達(dá)的國(guó)家,都展開(kāi)了飛翼布局式無(wú)人機(jī)的研發(fā)。例如歐洲國(guó)家的“神經(jīng)元”隱身無(wú)人機(jī)、美國(guó)RQ-170“哨兵”隱身無(wú)人機(jī),較為著名的有美國(guó)X-47B 技術(shù)驗(yàn)證機(jī),X-47B驗(yàn)證了隱身艦載無(wú)人機(jī)技術(shù),同時(shí),X-47B 還是一架完全由電腦操作、無(wú)需人工干預(yù)的無(wú)人機(jī),將作戰(zhàn)信息錄入后,X-47B 可以自行執(zhí)行作戰(zhàn)任務(wù)。

        目前飛翼布局應(yīng)用最多、最有前景的還是在轟炸機(jī)與無(wú)人機(jī),盡管飛翼布局飛機(jī)的機(jī)動(dòng)性差,無(wú)法滿足戰(zhàn)斗機(jī)對(duì)于機(jī)動(dòng)性的要求,且飛翼布局不適合超音速飛行,但科技的發(fā)展是無(wú)人可以準(zhǔn)確預(yù)知的,在航空業(yè)發(fā)達(dá)到一定程度后,飛翼布局的缺陷或許會(huì)得到有效的解決,飛翼布局也將被順利應(yīng)用到各式各樣的飛機(jī)上。

        隨著世界各國(guó)對(duì)發(fā)展軍用戰(zhàn)機(jī)投入的增加,軍用戰(zhàn)機(jī)的發(fā)展必將進(jìn)入一個(gè)全新的時(shí)期,而飛翼氣動(dòng)布局技術(shù)的發(fā)展和完善,必使未來(lái)軍用戰(zhàn)機(jī)的各項(xiàng)性能顯著提升。

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