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五角大楼为省钱绞尽脑汁|混合翼|辅助飞机概念被提出未来可降耗60%


飞翼飞机,一种没有垂直尾翼的固定翼飞机,它从整体造型上来看基本很难明确区分出机身和机翼的界限,包括驾驶舱、载荷舱、发动机(喷气式发动机)、燃料舱等都被深埋在扁平的机身(或机翼)内。

远远地望去,这类飞机的机体好像全部都是机翼、又好像在机翼内还隐藏着机身。由于高度的翼身融合特性,飞翼飞机具有诸多传统固定翼式飞机所不具备的特点,比如很高的亚音速升阻比(它被认为是固定翼飞机中空气动力学效率最高的一种设计)、可以在最大程度上充分利用机身内部的空间、同时它还是极佳的隐身载体。

目前真正采用此类设计的军用有人飞机只有两个型号,分别是美国诺斯罗普公司打造的B-2隐身战略轰炸机和洛克希德·马丁公司已经退役了的F-117“黑鹰”隐身飞机(F-117并不算是完全的飞翼式布局)。

当然了,还有三款正在研发中的飞机据说也是采用了类似的配置,包括美国空军即将入役的B-21“突袭者”轰炸机、中国已传闻许久的轰-20隐身轰炸机和俄罗斯正在秘密研发的PAK-DA轰炸机。

由于这三大国的牵头,再加上最近几年战机的隐身性能被愈发重视,飞翼式布局的飞机在一般人的印象当中必须要用在战斗机或者是轰炸机的身上才可发挥出最大效果。

但是需要注意的是,采用飞翼式布局的隐身轰炸机在效能上主要是发挥了此类设计的后两个特性,隐身和空间利用率,在升阻比方面,对于一款轰炸机而言似乎并未做过多的考虑。

而如此优秀的设计若只用在攻击平台上发挥作用实在是有点浪费了,要知道参与现代战争的空中平台可不单单只有战斗机和轰炸机两种,空中加油机、运输机、侦察机等也都是战争的重要组成部分。此外,若将其用在民用方面是不是也是一项造福于民的优秀技术呢?

有鉴于此,美国国防部的创新部门在最近向各大航空巨头们发出了一个有趣的标书,其中的内容大意为:

在飞翼式飞机的基础上创建一种“混合翼”飞机,并将其运用在未来的空中加油机、运输机和商用飞机领域。

根据五角大楼的分析显示:按照目前的数据可得,飞翼或混合翼飞机在空气动力学效率方面至少要比现在的商用飞机如波音767、空客A330以及全部的军用运输机、加油机高出近30%以上。如果能够充分利用这“30%”的优势,那么在未来不论是商用飞机还是军用飞机都可大大提高飞行航程、滞空时间以及运载量方面的能力。

以其发布的标书来看,美国国防部此举并非是要一味地追寻传统意义上的飞翼式飞机,而是要在飞翼式飞机的基础上创建一款“混合翼”飞机。

毕竟,飞翼式飞机的飞行控制问题一直都是一个难点,该机型最为典型的代表B-2轰炸机虽然已经入役20多年,可是它的成功是在昂贵的成本加持下才得以完成的,若想在运输机、加油机、商用飞机上广泛使用此类技术,不降低成本是行不通。

于是“混合翼”飞机的概念被提出!当然了,这个概念并不是现在产生的,多年以前波音公司就曾设计出了类似的模型,它的项目名称为X-48,它是美国对“混合翼”飞机研究的首款机型。

正常来说“混合翼”飞机和飞翼飞机区别不算太大,都是采用了高度翼身融合的设计,唯一的不同就是“混合翼”飞机在设计时可以有更多的发挥空间,比如飞翼式飞机的方向控制难度大,那就直接加装上一个垂直尾翼;

在发动机位置的选择上,飞翼式飞机要求发动机必须要埋入机身内,而“混合翼”飞机则没有这个要求,随便加在哪里都可以,因为它的用途主要是在军用辅助机型或者民用飞机上,对所谓的“隐身”要求没有那么高。

甚至在概念上来说,诸如美国的B-1B和俄罗斯的图-160这两款可变后掠翼式战略轰炸机也可以被认作是“混合翼”飞机。

其实按照字面理解也可以,“混合翼”吗!在飞翼的基础上可以随意“混合”进任何的元素,只要保证其较大的升阻比即可。

第二、可大幅度提升燃油效率。相比于传统的固定翼飞机,“混合翼”飞机比“宽体”客机要节油10。9%、比军用飞机可节油约20%以上;

第三、“混合翼”飞机的噪音更低,根据NASA(X-48是波音和NASA共同推进的项目)的音频模拟测试显示,“混合翼”飞机比波音系列客机的噪音降低了约15分贝,较军用飞机降低约40分贝左右。

优点很明显,但它的缺点在现阶段也非常的突出,如果用作商用客运的话,该机由于宽大的机体设计会使其在出现突发状况时内部乘客无法快速疏散;

另外,此类飞机一旦投入正式运营,那么它的机体会非常的大,对于短途运输而言在经济性方面是不太划算的。

这一次五角大楼特意下达了研发指令,实际上主要是基于其可以节省燃油、增加航程等方面的性能而考虑的,至于隐身方面的要求,在这份标书中并未提及。

此外,五角大楼还强调,现在对该技术进行探索,再加上未来的发动机技术的发展,预计到2030年左右,“混合翼”飞机的燃油利用率会较现在飞机提升约60%左右;

“60%”!这个数字对于世界第一军事强国美国而言,其诱惑力是相当大的,要知道现在美国现在一年的燃料消耗中约有77%是被军队用掉的,而这其中空军占据了军队燃油消耗的80%以上,按照2020年数据显示,空军消耗的燃油量约为20亿加仑(约合90亿升),以3。5美元/加仑计算,一年的花费约在70亿美元左右。

美国人的这次提议其实也给咱们提醒了,“混合翼”飞机在未来也许真的会有很大的发展空间。想象一下,飞翼式布局的轰-20出动,在“混合翼”式的加油机和预警机配合下奔袭万里,那将是一幅多么科幻的画面啊!

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