为保持军用航空技术的世界领先地位,并有效地执行未来复杂多变的军事任务,美国正在积极探索研究许多新概念飞行器,以便为未来航空武器装备的发展奠定基础。2006年,美国的三种新概念飞行器研究取得了较大进展。
1.美国X-48飞翼研究机进行风洞试验
2006年4~5月,美国NASA和波音公司对翼展6.4米的X-48翼身融合体(BWB)研究机进行了全面的风洞试验。X-48B外形类似无尾飞翼,采用这种布局的飞机具有较大的升力和较小的阻力,波音公司估计BWB飞机比常规布局飞机的燃油效率高约30%。BWB与常规飞机设计的巨大不同之处,是这种飞行器只能依靠机翼上的各种控制面来提供稳定性和控制。X-48B风洞试验的目的是观察如何最佳使用这些控制面来操纵飞机,其风洞试验和将要进行的试飞验证的重点都将放在了解BWB布局的低速飞行控制特性上。按目前的计划,根据风洞试验结果进行修改并进行地面试验之后,X-48B预计于2007年进行飞行试验,计划有两架X-48B用于验证BWB飞机在起飞、进场和着陆时与常规军事运输机一样可控和安全。
2、美国变体飞机结构项目开始验证试飞
2006年年初,美国国防高级研究计划局的变体飞机结构(MAS)项目成功进行了风洞试验。MAS项目旨在开发新一代无人机通过使用变形部件而获得多种任务能力的相关技术,即作为监视平台使用时具有长的巡逻时间(机翼处于大展弦比状态),而作为攻击机使用时具有高的冲刺速度(机翼处于小展弦比状态)。在风洞试验中,使用了两种变形机翼——洛克希德·马丁公司和下一代航空学公司开发的变形机翼。MAS项目拟达到机翼表面积改变50%的设计指标,而洛·马和下一代航空学公司的设计均满足了此要求。风洞试验模拟了不同高度和亚声速情况下的使用环境,两种设计在达到M0.9气动载荷情况下仍保持稳定,证实了这两种变形机翼设计能在不牺牲气动特性情况下按需要改变形状。未来工作的挑战是,当两种机翼安装到机身和尾部后如何在真实飞行环境中保持其稳定性。
2006年8月,下一代航空学公司首次成功地进行了机翼在飞行中改变外形的低速演示验证试飞,所使用的平台MFX-1在185~220千米/小时的速度下成功地将翼展改变了30%、机翼面积改变了40%、后掠角从15°改变到35°。但是,洛·马公司因其2架验证机起飞即坠毁,而暂时放弃了变形机翼缩比验证机演示飞行计划。按DARPA的说法,坠机事故是因机载自主式飞行控制软件出了问题。
下一代航空学公司和洛·马公司都已获得DARPA MAS项目的下一阶段合同,将制造并试飞更大型的变形机翼无人验证机,该阶段将通过快速变形演示验证较为剧烈的机动动作。下一代航空学公司90千克重的MFX-2验证机预计于2007年1月开始试飞。
3、美国开展斜置飞翼(OFW)布局研究
2006年年初,美国DARPA授予诺斯罗普·格鲁曼公司价值1030万美元的合同,开展一种无尾的“斜置飞翼”(OFW)布局的技术演示验证工作,并预定2011年实现首飞。采用这种布局的飞机在超声速飞行时,机翼通过围绕机体中央的单点枢轴转动形成不对称布局,即一侧机翼前掠而另一侧机翼后掠,并且斜掠角随速度的提高而增大,从而使全机仍保持高的升阻比。该设计的目标是满足执行实际任务所需的快速部署、大航程和长航时性能要求,故可能成为美空军未来远程攻击系统的候选布局方案。(李广义等)