飞行过程中可以任意挥舞翅膀
可以折叠甚至变身
这种出现在科幻大片中的
类似于变形金刚的情节
已经渐渐走进了我们的视野中
近日,俄罗斯中央空气动力与流体力学研究院表示,该院研究人员正在对轻型变体飞机开展研究。该研究未来可应用在军民两域,且不用更换构型。民用领域预计载客量在50人左右,军用领域预计运载量在6吨左右,巡航速度480千米/时,按计划该机可替换安-24/26。
什么是变体飞机?
变形飞机是指飞行器在飞行过程中可以改变外形,以适应宽广变化的飞行环境,完成各种任务使命,有效实施控制,提高飞行器的机动能力,改善飞行性能。它与现有飞行器离散改变后掠角或控制面角度的传统方法不同,可以有效地实现外形的分布式连续式变形。
变体飞机原理?
变形飞机概念的提出源于鸟类飞行对人类的启示。人们在长期观察中发现,尽管人造飞行器的飞行高度和速度是鸟类等飞行动物无可比拟的,但鸟类在飞行过程中其翅膀、身体各部分甚至每一块肌肉、每一片羽毛都可本能地随气流进行微妙地、近乎实时的调整,因而能够在各种复杂环境下随意地盘旋、倒飞、悬停或侧向滑行,这种能力却是目前的人造飞行器所不可企及的。若能模拟鸟类的这种能力,在飞行过程中有目的地调整飞行器的气动外形将显著减小飞行阻力,增大升力,从而大幅提高飞机的飞行性能(加快速度、增大机动性、降低油耗),并最大程度地满足不同任务状态(如起降、巡航、俯冲、机动飞行等)或不同飞行环境(如高度、速度、气象条件等)下对飞机飞行性能的不同要求。
变形飞机就是在这种思想指导下,将新型智能材料、作动器、激励器和传感器无缝地综合应用于飞行器的一种全新设计理念。这种飞机表面遍布有灵敏的传感器密切监视着整个机翼和机身表面的气压条件变化,并适时将这些变化传递给内部作动器,通过作动器平滑而持续地改变飞机机翼甚至部分机身的位置、形状和尺度以响应不断变化的外部环境,使飞机的气动外形始终保持在最优状态,从而像鸟类一样在空中灵活自如地飞行。
变体飞机优势?
提高飞行安全性,并改善飞机起飞着陆性能以适应在各种条件的机场(如短跑道机场)起降;在变形技术基础上可以形成新的舵面设计和流动控制方法,改善飞行器的操纵和控制品质;利用机翼变形来操纵飞机可以取代现有飞机上的全部控制翼面,减轻结构重量、减小阻力和雷达反射面积(目前飞行器的控制翼面都是较大的反射体);在飞行器上综合应用变形技术(包括变形机翼、变形机身以至于变形进气道、变形喷管等)有助于改善发动机性能,拓宽其跨高度、跨速度稳定工作范围,提高推进效能;在战时可根据战场态势和战术需要机动灵活地改变自身隐身特性,减小或故意增强雷达散射面积。
在未来,变体飞机也是一个新的趋势。对于军用飞机而言,未来变体飞机采用智能变形技术,可以解决不同设计点气动布局的矛盾,改善多功能性,可在短跑道上起飞,大大增加航程,提高其经济性和作战效能。民用飞机采用变体技术可以针对飞行各阶段的不同要求改变机翼的平面形状,如在巡航阶段可增大机翼的展长或改变弯度,以达到提高飞机升阻比,增大航程的目的;或利用发动机进气道和尾喷口变形技术,在保持同样航程的情况下,达到降低噪声、节省燃油的目的。
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