美國機密試驗機:鴨翼偏轉神似殲-20,科幻感遠超歐洲五代半
最近世界各國戰鬥機又進入了一個關鍵發展期,歐洲英法德等國都相繼公開了自己的下一代戰鬥機方案,例如法國達索公司的NGF戰鬥機。美歐下一代戰鬥機概念方案的共同點是,進一步簡化氣動面數量,追求更全面的隱身性能。但其實早在1990年代,美國就試驗了很多種未來戰鬥機方案,即使放到現在也十分超前,甚至更具科幻感,X-36鴨式布局戰機驗證機就是其中之一。
X-36是由NASA和麥道(現併入波音)聯合研製的一款技術驗證機,氣動布局很激進,採用大尺寸鴨翼、W主翼,徹底取消了垂直尾翼,將雷達反射截面控制到了最小。X-36完全依靠雙開式襟/副翼和推力矢量噴口,搭配電傳飛控系統來控制航向。X-36共進行了36次測試飛行,可控迎角超過40度,初步證明了高機動戰鬥機採用無垂尾布局的可行性。
雖然美國沒有一款現役戰鬥機採用鴨式氣動布局,但美國在這方面的技術底蘊非常厚實。X-36全動式鴨翼的相對面積非常大,可動角度範圍也很大,以追求高升力特性和大迎角操控性。跟下圖中殲-20對比,二者鴨翼完全下偏的視覺感受很接近。不過千萬別再重談「抄襲」「山寨」的老調子,中國和美國運用的伯努利定律沒有區別,所謂相似只不過是技術發展上的殊途同歸罷了。
X-36是28%的縮比驗證機,長5.55米,翼展3.175米,高度只有0.95米,採用遙控飛行模式,起飛重量只有0.576噸。之所以採用鴨翼,是因為徹底取消垂直尾翼的話,就必須利用主翼的前後外緣控制偏航,此時會削弱俯仰控制能力。再加上戰鬥機需要超音速飛行,偏航控制更加敏感和重要。美國航空科研人員思考再三,最終選擇了一對大尺寸鴨翼,機身也更加修長,超音速阻力有所減小,更有利於超音速巡航。
美國在實驗室內對鴨翼非常熱衷。在波音公司2016年版本的第六代戰鬥機概念圖上,就是一種無尾鴨式布局方案,翼身高度融合,機動性和隱身性相當協調。換句話說,美國方面也完全驗證了合理設計的鴨翼對戰鬥機的隱身性影響微乎其微,完全可以作為未來隱身戰鬥機的設計選項。
當然氣動布局上可行還不夠,還需要別的技術加成才能令超音速無尾翼鴨式布局更加實用。帶有多向姿態調控能力的新概念推力矢量噴管就被認為是很有前途的技術方向,原理類似於太空飛船的姿態調節系統,通過可控的引流噴射來獲得多方向偏轉力矩。不過這對發動機技術提出了更高要求,還需進一步驗證。
總而言之,X-36雖小,卻意義重大。現在X-36在美國空軍博物館展出,成為技術文物。據分析,美國正在研製更加先進的技術驗證機,2030年前就要造出第六代戰鬥機原型機,值得關注。【文/妹子楊】


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