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卫星照片显示,一架神秘战机现身美国“51区”。 |
采用多项前沿航空技术
所谓直接力控制,就是依靠高速气流的反作用力,而不是气动翼面的气动力来实现飞行姿态迅速改变的技术。这一技术之前在导弹的设计上应用很广。比如强调高机动性能的防空导弹、空空导弹以及某些反坦克导弹等,都会在弹体的预定位置安装大量的微型火箭发动机。在弹载计算机的控制下,这些微型火箭发动机适时点火,利用产生的高速气流来快速改变导弹的飞行姿态。
不过,这些微型火箭发动机基本上都是一次性使用的,并不合适应用在飞机上。所以,在飞机上所应用的直接力控制技术,可以考虑从喷气式发动机的压气机引出气流,通过一系列复杂的控制系统,输送到机身以及机翼各部分预定的喷嘴。那么,在飞控计算机的精密控制下,具有一定转动范围的喷嘴喷出预定压力和速度的气流,其反作用力直接作用在机身和机翼上,再配合以主发动机的矢量喷口,将可以实现某些匪夷所思的机动动作,比如不改变机头方向的水平和垂直位移,或者保持航向的同时迅速改变机头方向。
直接力控制技术如果能够达到工程应用的成熟度,则完全可以代替尾翼的作用,甚至实现飞机机动性能的成倍提高。但是,这一技术的研发难度,尤其是控制系统的研制难度也是相当高的。至少从目前看,还没有美国某一公司或者研究机构研发成功这一技术的报道。
另外,从“51区”这架神秘飞机的弧形主机翼前缘、后缘以及同样采用弧形的外翼段翼尖,笔者猜测该机很可能还应用了另一项当今世界顶尖的飞行控制技术,这就是可变弯度机翼。
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连续、光滑、没有任何开缝或者附加机构,而机翼的前后缘又是柔性的。在飞行过程中,通过飞控计算机的控制,可变弯度机翼的外形和弯度能够根据不同飞行高度、马赫数、迎角和升力变化,进行连续的调整,使得机翼在任何飞行先状态下都能够获得尽可能最优的升阻比和升力系数。
可变弯度机翼对于飞机飞行性能的提升是全面的,包括大幅提高机动性能、增加航程、降低结构重量、延长疲劳寿命等。而且,由于可变弯度机翼本身就是光滑一体的结构,取消了传统的襟翼和副翼,事实上也进一步增强了隐身性能。当然,可变弯度机翼技术的实现难度也是很大的。
目前,先进的第五代以及第四代战斗机已经采用的空战机动襟翼已经应用了部分可变弯度机翼的原理,但是距离真正的可变弯度机翼还差得很远。在几大技术难关攻克之前,可变弯度机翼技术还只能是设想,包括:一体化柔性蒙皮技术、多级调节的作动机构(体积足够下、重量足够轻)以及控制技术等。如果美国航空企业在直接力控制技术和可变弯度机翼技术上获得了实质性的突破,那么无疑将是世界航空技术发展新的里程碑。
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