美国空军“下一代空空中操纵”战役机(NGAD)概念图。近来,在一张美国“51区”的卫星图片上,呈现了一架奥秘飞机的含糊身影。外界猜想,这架飞机很或许便是美国空军第六代战役机,也便是所谓“下一代空中操纵”(NGAD)的原型机或许技能验证机。那么,从这架飞机的外形特征上,咱们可以对美国空军第六代战役机开展取得什么新的知道呢?
卫星相片显现,一架奥秘战机现身美国“51区”。或为六代机技能验证机从卫星图片上看,这架奥秘飞机选用了翼身交融的一体化规划,现已无法详细区别机翼和机身,这也契合当今的高度隐身化以及升力体结构的要求。并且,该机的主机翼选用了大后掠角加拓宽外翼段的双三角翼规划。在美国航空史上,仅有选用相似规划的便是当年通用动力公司研发的F-16XL技能验证机。
其时,通用动力公司在F-16基础上进行大幅改善,研发了F-16XL技能验证机,并以该机来竞标美国空军的两层使命战役机项目。可是,通过比照试飞后,美国空军终究挑选了在F-15D基础上改善而来的F-15E“进犯鹰”。不过,F-16XL作为一款具有开创性含义的技能验证机,不只成为了美国航空史重要的技能储藏之一,其两架原型机还被NASA用于超音速层流操控研讨的试飞。事实上,在暗斗时期,美国各大航空企业以及NASA进行了很多气动布局规划的探索性研讨。这些研讨成果时至今日,仍是美国航空工业的宝贵财富。
F-16XL技能验证机的试飞结果标明,除了继续转弯才能较差以外,横侧机动性和大迎角机动飞翔才能都很超卓,并且高空高速飞翔功能也有所进步。那么,“51区”这架奥秘飞机选用了相似的气动布局,应当是统筹了隐身功能、高空高速飞翔功能以及机动功能等几个方面的需求。并且,翼身一体化规划也可以为机身内安置弹舱供给很大的便当条件。
F-16XL技能验证机。此外,咱们也可以注意到,这架奥秘飞机很或许是一架真实含义上的无尾翼飞机,也便是既没有水平尾翼,也没有笔直尾翼。事实上,在惯例的飞机结构规划中,水平尾翼首要担任飞机俯仰,而笔直尾翼首要担任操控航向。在一些飞翼布局的飞机规划中,比方B-2隐身战略轰炸机以及X-47B无人机也彻底撤销了尾翼。不过,这些飞翼布局的飞机并不着重具有很高的机动功能,其俯仰和航向通过副翼、扰流板在飞控计算机的精细操控下来完成。B-2隐身战略轰炸机在起降时,乃至要依托主起落架舱门的合作来进步稳定性。那么,这架奥秘飞机假如是作为美国空军第六代战役机的原型机或许技能验证机,其机动功能要求必定会很高,至少要与第五代F-22A“猛禽”战役机适当。所以,这架奥秘飞机在彻底撤销尾翼的状况下,假如还可以具有很高的机动功能,那么很或许将选用依托引流来完成飞翔姿势改动的直接力操控技能。
激光兵器或成为六代机的机载兵器之一。选用多项前沿航空技能所谓直接力操控,便是依托高速气流的反效果力,而不是气动翼面的气动力来完成飞翔姿势敏捷改动的技能。这一技能之前在导弹的规划上运用很广。比方着重高机动功能的防空导弹、空空导弹以及某些反坦克导弹等,都会在弹体的预订方位装置很多的微型火箭发动机。在弹载计算机的操控下,这些微型火箭发动机当令焚烧,运用产生的高速气流来快速改动导弹的飞翔姿势。
不过,这些微型火箭发动机基本上都是一次性运用的,并不适宜运用在飞机上。所以,在飞机上所运用的直接力操控技能,可以考虑从喷气式发动机的压气机引出气流,通过一系列杂乱的操控系统,输送到机身以及机翼各部分预订的喷嘴。那么,在飞控计算机的精细操控下,具有必定滚动规模的喷嘴喷出预订压力和速度的气流,其反效果力直接效果在机身和机翼上,再合作以主发动机的矢量喷口,将可以完成某些匪夷所思的机动动作,比方不改动机头方向的水平缓笔直位移,或许坚持航向的一起敏捷改动机头方向。
直接力操控技能假如可以到达工程运用的老练度,则彻底可以替代尾翼的效果,乃至完成飞机机动功能的成倍进步。可是,这一技能的研发难度,尤其是操控系统的研发难度也是适当高的。至少从现在看,还没有美国某一公司或许研讨组织研发成功这一技能的报导。
别的,从“51区”这架奥秘飞机的弧形主机翼前缘、后缘以及相同选用弧形的外翼段翼尖,笔者猜想该机很或许还运用了另一项当今国际顶尖的飞翔操控技能,这便是可变弯度机翼。
为了进一步进步隐身功能,无尾翼布局很或许是六代机的重要技能特征。所谓可变弯度机翼,又称为自适应机翼。这种先进机翼的主翼面接连、润滑、没有任何开缝或许附加组织,而机翼的前后缘又是柔性的。在飞翔过程中,通过飞控计算机的操控,可变弯度机翼的外形和弯度可以依据不同飞翔高度、马赫数、迎角和升力改变,进行接连的调整,使得机翼在任何飞翔先状态下都可以取得尽或许最优的升阻比和升力系数。可变弯度机翼关于飞机飞翔功能的进步是全面的,包含大幅进步机动功能、添加航程、下降结构分量、延伸疲惫寿数等。并且,因为可变弯度机翼自身便是润滑一体的结构,撤销了传统的襟翼和副翼,事实上也进一步增强了隐身功能。当然,可变弯度机翼技能的完成难度也是很大的。
现在,先进的第五代以及第四代战役机现已选用的空战机动襟翼现已运用了部分可变弯度机翼的原理,可是间隔真实的可变弯度机翼还差得很远。在几大技能难关霸占之前,可变弯度机翼技能还只能是想象,包含:一体化柔性蒙皮技能、多级调理的作动组织(体积满足下、分量满足轻)以及操控技能等。假如美国航空企业在直接力操控技能和可变弯度机翼技能上取得了实质性的打破,那么无疑将是国际航空技能开展新的里程碑。
美国第六代战役机很或许选用变循环发动机,图为YF120变循环发动机。变循环发动机走向老练从卫星图片上,咱们很难看得出这架奥秘飞机的进气道及发动机规划。不过,笔者倾向于该机有或许选用机背进气规划。而飞机中线的脊背规划标明,其选用的应该是单台发动机规划。
机背进气规划的飞机其实很早就呈现了,首开先河者便是二战时期德国研发的HE162“火蜥蜴”喷气式战役机。暗斗中,美国也研发过几款机背进气战役机,比方F2Y“海标枪”、F-107A等。不过,在实践飞翔中人们发现,机背进气战役机因为存在机身遮盖效果,进行大迎角飞翔时,发动机的进气功率会大幅下降,极易产生飞翔事端。所以,各国在有人战役机上便不再选用机背进气规划。
近年来,新一代喷气式无人机纷繁选用机背进气规划,这其间除了有隐身方面的考虑,还有利于确保保护和便于在机身中前部安置使命载荷、弹舱。所以,这架奥秘飞机假如选用机背进气规划,也就意味着该机应当是一架无人机。那么,作为一架要进行高强度空战的无人机,必定要面临大迎角机动的状况。美国航空技能人员很或许会选用机腹辅佐进气道的方法,来确保发动机的进气功率。
至于该机所配备的发动机,笔者以为很或许是美国正在研发中的最先进的变循环喷气式发动机。在这一技能上,美国一向走在国际各国的前列。早在上世纪70年代,GE公司就研发出了国际上第一种变循环喷气式发动机YJ101,以及国际上第一种通过实机飞翔实验的变循环喷气式发动机YF120。所以,在变循环喷气式发动机技能上,美国航空企业有着长时间的堆集和雄厚的储藏。
现在,美国国防部现已计划在未来出产的F-35 Blcok4批次上换装最先进的变循环喷气式发动机,以替换现有的F135发动机。GE公司和普惠公司正在全力研发自己的变循环喷气式发动机,以竞标这一项目。所以,美国空军第六代战役机选用变循环喷气式发动机也是瓜熟蒂落的工作。
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