解读世博会上的新概念飞机 未来战机将向何处去——中新网
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    解读世博会上的新概念飞机 未来战机将向何处去
2010年05月14日 09:00 来源:中国青年报 参与互动(0)  【字体:↑大 ↓小

  在2010年上海世博会,中国航空馆里吸引了大量的观众,数款新概念飞机的集体亮相给参观者留下了深刻的印象。

  新概念飞机,通常是指尚处于探索或预研阶段的飞机,它表现出人类对空中自由翱翔的无限向往、不断追求和不懈努力。也正是因为人类有了这种追求和向往,才使航空领域创造出一个又一个的飞行奇迹,使梦想变为现实,从而促进了航空事业不断发展和进步。

  与传统飞机相比,新概念飞机在设计理念、气动布局和飞行原理等方面都有着显著的不同,能充分体现出探索性、创新性、高效性和时代性特征。

  造型独特的飞翼客机

  上海世博会展馆中出现的飞翼客机,宽大的机体和向后伸展的机翼完美融合在一起,造型十分独特。如果它在空中飞行,正面看上去像是一个压扁了的橄榄球,从下往上看上去像个飘翼,从正面俯视它就是一个三角形的飞行物。

  飞翼客机上没有传统意义上飞机的水平尾翼和垂直尾翼,机身和机翼也高度融合在一起,外形十分奇特。人们很早就意识到了飞翼的巨大潜力。从空气动力学和结构方面分析,飞翼无疑都是效率最高的飞机布局形式。

  早在1910年,德国人容克就提出了飞冀概念的运输机,并申请了专利。但当时这样的飞机在设计和制造上还相当困难。在上世纪40年代末期,美国的洛斯罗普也提出:如果飞机变大,人就可以坐进机翼内部,这便是飞翼客机概念的雏形。飞翼客机至今还没有问世,主要是由于技术原因。比如,目前国际上通行的适航标准,要求全体旅客在紧急情况下,应该在90秒钟之内全部撤离飞机,而飞翼客机应急撤离问题目前无法解决。

  目前,美国空军的B-2隐形战略轰炸机是最典型的飞翼式布局。采用飞翼式的军用飞机由于没有平尾和垂尾,又可以将发动机埋在机翼里,所以十分有利于隐身,适合作为隐身轰炸机。采用飞翼布局的民用飞机由于突出的气动效率和结构效率,飞机可以做得很大,将成为21世纪大容量客机的理想布局。总之,飞翼式布局设计将给民用飞机和军用飞机提供了广阔的发展空间。

  设计新颖的两栖变翼飞机和扑翼机

  在新概念飞机的设计中,有“海燕”两栖变翼飞机和像鸟一样仿生折翼的“破茧”小型扑翼机。这两种机型设计新颖,理念超前,引起了广泛的关注。

  “海燕”两栖变翼飞机的设计概念是根据现在地效飞机和两栖飞机发展状况设计的。简单地说,地效飞机就是利用空气动力学的地面效应原理,在低空或超低空飞行时,以贴近水面(或地面)的方式增加升阻比来实现高速航行的一种超低空飞机。地效飞行升阻比高,具有很好的承载能力,完全可以胜任如特种作战、两栖登陆、海空反潜、实地侦察等等军事任务。地效飞机的经济性、安全性、适航性、隐蔽性等特性将使其在未来的飞机发展中占据重要位置。

  然而,地效飞机往往都针对地效飞行时的空气动力设计气动布局,不能脱离地面效应进行巡航,但两栖飞机克服了此缺点。

  “海燕”两栖变翼飞机是一种可以在水面或陆地起降,既可以进行地效飞行也具有低空巡航能力的可变后掠翼两栖飞机。这一概念试图综合地效飞机和两栖飞机各自的优点,弥补两者的不足,实现功能的最大化。

  “破茧”柔性翼两栖飞机是一款仿生折叠翼的小型扑翼机,适用于低空的中低速飞行,可用于休闲观光,环境监测,航拍等不同领域。

  扑翼飞机是人类最古老的梦想之一,与传统飞机相比主要特点是,将升力、悬停、推进和控制功能全面集成于扑翼系统中,可以用很少的能量进行远距离飞行,同时具有高效率、高机动性、低噪音、无须专用起飞着陆场地等特点。

  此外,科学家们发现,蝙蝠在飞行过程中翼的扇动与翼的柔韧性及弹性配合得天衣无缝,堪称是世界上、最完美的运动。蝙蝠在飞行过程中身体旋转180 O所需距离只有其翼展长度的一半。同时,与其他动物相比,蝙蝠翼展面积之大还有效保证了它在飞行过程中只需消耗极少的能量就能够产生理想的上升力。“破茧”柔性翼两栖飞机正是基于蝙蝠飞行原理的小型扑翼飞机。

  未来战机将向何处去

  航空武器装备发展历来都是各类航空活动中人们关注的热点,目前美军已经装备了5代战机F-22,俄罗斯的5代机T-50也将在5年内装备部队。军事专家认为,未来战争将是以夺取空天优势为前提的信息化条件下的联合作战。在此背景下,5代后战机的发展可能出现两个方向,一个是继续研发6代机,另一个是研发无人战斗机和空天作战飞机。

  继俄T-50试飞成功后,美已着手研制6代战机,美空军已组建6代机办公室,开始先期概念研究,计划在2030年问世。据悉,6代机应具有如下特征:一是生存能力要强,这主要通过飞机的速度和隐身两方面性能来实现。二是经济性要好,经济指标将备受重视,因为过高的单价是美军方所不能承受的。三是隐身能力必须很强,以便能突破敌方的防空系统。四是可能还将具备情报、监视和侦察能力,这种一体化综合能力在未来战争中是非常必要的。

  随着空战武器和一体化防空系统的飞速发展,靠有人驾驶飞机在未来战场执行空战任务,风险更大,代价更高,战争损耗与政治风险将难以承受。价廉而效费比高的无人战斗机可能是5代后战斗机的发展方向。

  首先,军事需求迫切要求战斗机的无人化。其次,高新技术为无人战斗机的发展奠定了基础。第三,使用无人战斗机风险小、费用低的特点将加快战斗机无人化的进程。无人战斗机由于不需要座舱、显示器、环境控制和防护救生系统,降低了成本。使用与保障费用低的优势更加明显。

  空天飞机是指能像普通飞机那样在机场起降,既能在大气层内机动飞行,也能在外层空间飞行的飞机,是航空航天技术结合的产物。20世纪80年代,世界上出现了发展空天飞机的热潮。最近,X-37B首飞引起了媒体的极大关注。专家认为,X-37B很可能成为5代后战机的雏形,对未来战争有着深远的影响。

  航空发展前景无限

  航空发展给世界带来了新的文明,人类与时间和空间的关系因为航空的发展而在改变。航空的每一次发展进步,都是人类运用科学技术对自然和人类生理与心理极限的一次巨大挑战。但是,人类并不满足已取得的成就。

  经济与军事发展的需求牵引着航空的迅猛发展。今天的航空已成为人类快捷、安全、经济和舒适的交通工具,航空使人类社会达到前所未有的便捷,这对于经济的发展、社会的进步和人们生活质量的提高起着极大的作用。

  同时,人们把航空领域的最新成果也应用到了军事领域,对战争的胜负与进程产生了更大的影响。有科学家预言,随着空天飞机、高超声速飞机、冲压喷气发动机和新型航空航天材料等技术的不断发展,必将把航空航天更加紧密地结合起来,得到空天的一体化发展。

  目前,人类社会已经步入信息化时代,未来战争是信息化条件下的局部战争,航空武器将向体系化方向发展,这种发展的基础是信息化的发展与运用。航空信息化发展,将促使军用飞机从原来的作为单独的作战和支援平台,改变为作战体系网中的一个节点,没有强有力的信息能力,战机将无法在作战中发挥作用。

  与军用飞机相比,民用飞机将追求更安全、更舒适、更经济和更环保的方向发展,其信息化水平也将大大提高。除了航空平台无人化之外,形形色色的新概念飞机也将在新世纪带给人类更多的惊喜。

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【编辑:吴博】
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直隶巴人的原贴:
我国实施高温补贴政策已有年头了,但是多地标准已数年未涨,高温津贴落实遭遇尴尬。
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