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美軍為省錢絞盡腦汁,混合翼輔助飛機概念被提出,未來可降耗60%

  • 由 墨風蒜瓣 發表于 武術
  • 2022-10-06
簡介根據五角大樓的分析顯示:按照目前的資料可得,飛翼或混合翼飛機在空氣動力學效率方面至少要比現在的商用飛機如波音767、空客A330以及全部的軍用運輸機、加油機高出近30%以上

攪盡腦汁是什麼意思

飛翼飛機,一種沒有垂直尾翼的固定翼飛機,它從整體造型上來看基本很難明確區分出機身和機翼的界限,包括駕駛艙、載荷艙、發動機(噴氣式發動機)、燃料艙等都被深埋在扁平的機身(或機翼)內。

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遠遠地望去,這類飛機的機體好像全部都是機翼、又好像在機翼內還隱藏著機身。由於高度的翼身融合特性,飛翼飛機具有諸多傳統固定翼式飛機所不具備的特點,比如很高的亞音速升阻比(它被認為是固定翼飛機中空氣動力學效率最高的一種設計)、可以在最大程度上充分利用機身內部的空間、同時它還是極佳的隱身載體。

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目前真正採用此類設計的軍用有人飛機只有兩個型號,分別是美國諾斯羅普公司打造的B-2隱身戰略轟炸機和洛克希德·馬丁公司已經退役了的F-117“黑鷹”隱身飛機(F-117並不算是完全的飛翼式佈局)。

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當然了,還有三款正在研發中的飛機據說也是採用了類似的配置,包括美國空軍即將入役的B-21“突襲者”轟炸機、中國已傳聞許久的轟-20隱身轟炸機和俄羅斯正在秘密研發的PAK-DA轟炸機。

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由於這三大國的牽頭,再加上最近幾年戰機的隱身效能被愈發重視,飛翼式佈局的飛機在一般人的印象當中必須要用在戰鬥機或者是轟炸機的身上才可發揮出最大效果。

但是需要注意的是,採用飛翼式佈局的隱身轟炸機在效能上主要是發揮了此類設計的後兩個特性,隱身和空間利用率,在升阻比方面,對於一款轟炸機而言似乎並未做過多的考慮。

而如此優秀的設計若只用在攻擊平臺上發揮作用實在是有點浪費了,要知道參與現代戰爭的空中平臺可不單單隻有戰鬥機和轟炸機兩種,空中加油機、運輸機、偵察機等也都是戰爭的重要組成部分。此外,若將其用在民用方面是不是也是一項造福於民的優秀技術呢?

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有鑑於此,美國國防部的創新部門在最近向各大航空巨頭們發出了一個有趣的標書,其中的內容大意為:

在飛翼式飛機的基礎上建立一種“混合翼”飛機,並將其運用在未來的空中加油機、運輸機和商用飛機領域。

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根據五角大樓的分析顯示:按照目前的資料可得,飛翼或混合翼飛機在空氣動力學效率方面至少要比現在的商用飛機如波音767、空客A330以及全部的軍用運輸機、加油機高出近30%以上。如果能夠充分利用這“30%”的優勢,那麼在未來不論是商用飛機還是軍用飛機都可大大提高飛行航程、滯空時間以及運載量方面的能力。

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以其釋出的標書來看,美國國防部此舉並非是要一味地追尋傳統意義上的飛翼式飛機,而是要在飛翼式飛機的基礎上建立一款“混合翼”飛機。

畢竟,飛翼式飛機的飛行控制問題一直都是一個難點,該機型最為典型的代表B-2轟炸機雖然已經入役20多年,可是它的成功是在昂貴的成本加持下才得以完成的,若想在運輸機、加油機、商用飛機上廣泛使用此類技術,不降低成本是行不通。

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於是“混合翼”飛機的概念被提出!當然了,這個概念並不是現在產生的,多年以前波音公司就曾設計出了類似的模型,它的專案名稱為X-48,它是美國對“混合翼”飛機研究的首款機型。

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那說了半天,到底什麼是“混合翼”飛機呢?

正常來說“混合翼”飛機和飛翼飛機區別不算太大,都是採用了高度翼身融合的設計,唯一的不同就是“混合翼”飛機在設計時可以有更多的發揮空間,比如飛翼式飛機的方向控制難度大,那就直接加裝上一個垂直尾翼;

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在發動機位置的選擇上,飛翼式飛機要求發動機必須要埋入機身內,而“混合翼”飛機則沒有這個要求,隨便加在哪裡都可以,因為它的用途主要是在軍用輔助機型或者民用飛機上,對所謂的“隱身”要求沒有那麼高。

甚至在概念上來說,諸如美國的B-1B和俄羅斯的圖-160這兩款可變後掠翼式戰略轟炸機也可以被認作是“混合翼”飛機。

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其實按照字面理解也可以,“混合翼”嗎!在飛翼的基礎上可以隨意“混合”進任何的元素,只要保證其較大的升阻比即可。

“混合翼”飛機具有哪些優點和缺點呢?

按照美國《空軍雜誌》的一篇結合了波音X-48試驗飛機資料分析,“混合翼”飛機擁有三大優勢:

首先、可以明顯提高運輸機、加油機以及商用客機的有效載荷;

第二、可大幅度提升燃油效率。相比於傳統的固定翼飛機,“混合翼”飛機比“寬體”客機要節油10。9%、比軍用飛機可節油約20%以上;

第三、“混合翼”飛機的噪音更低,根據NASA(X-48是波音和NASA共同推進的專案)的音訊模擬測試顯示,“混合翼”飛機比波音系列客機的噪音降低了約15分貝,較軍用飛機降低約40分貝左右。

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優點很明顯,但它的缺點在現階段也非常的突出,如果用作商用客運的話,該機由於寬大的機體設計會使其在出現突發狀況時內部乘客無法快速疏散;

另外,此類飛機一旦投入正式運營,那麼它的機體會非常的大,對於短途運輸而言在經濟性方面是不太划算的。

不過類似的缺點只是體現在民用方面,在軍用運輸上這些問題基本可以忽略不計。

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這一次五角大樓特意下達了研發指令,實際上主要是基於其可以節省燃油、增加航程等方面的效能而考慮的,至於隱身方面的要求,在這份標書中並未提及。

此外,五角大樓還強調,現在對該技術進行探索,再加上未來的發動機技術的發展,預計到2030年左右,“混合翼”飛機的燃油利用率會較現在飛機提升約60%左右;

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“60%”!這個數字對於世界第一軍事強國美國而言,其誘惑力是相當大的,要知道現在美國現在一年的燃料消耗中約有77%是被軍隊用掉的,而這其中空軍佔據了軍隊燃油消耗的80%以上,按照2020年資料顯示,空軍消耗的燃油量約為20億加侖(約合90億升),以3。5美元/加侖計算,一年的花費約在70億美元左右。

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雖然美國軍隊向來“豪橫”,可是誰也架不住如此地揮霍!

美國人的這次提議其實也給咱們提醒了,“混合翼”飛機在未來也許真的會有很大的發展空間。想象一下,飛翼式佈局的轟-20出動,在“混合翼”式的加油機和預警機配合下奔襲萬里,那將是一幅多麼科幻的畫面啊!

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