能瞬间脱离的战斗机:试飞证明中国下一代人机混合设计战斗机

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划重点

01中国下一代战斗机在沙漠南缘机场进行试飞,展示了其翼身融合设计和电动涵道风扇推动的“飞翼”无人机。

02试飞过程中,战斗机两侧机翼脱离机身,但飞机和无人机很快恢复稳定飞行,体现了气动设计和自动控制算法的有效性。

03此次成功试飞验证了中国空军下一代战斗机的“新概念”——有人/无人协同作战模式,实现优势互补。

04歼-20战斗机总设计师杨伟表示,中国正在研发新一代隐形战斗机,将重点放在与无人机并肩作战的能力上。

05除此之外,中国科学家还在测试可能用于下一代战斗机的其他新技术,如气流和等离子隐身设备。

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一架前所未有的喷气式飞机在某沙漠南缘机场进行试飞,吸引了工程师和科学家的目光。根据近期披露的一些设计图纸,这架神秘的战斗机采用双进气道涡喷发动机作为动力,并采用了翼身融合设计,机翼呈后掠三角形,这是高速隐形战斗机的标志性特征。
然而,在试飞过程中,发生了令人意想不到的事情:战斗机两侧各有一部分机翼脱离机身,变成两个由电动涵道风扇推动的“飞翼”无人机。
然而,无人机分离后,战斗机立即出现了一次明显抖动。这是由于机翼面积骤然减小和重心转移导致的,使得战斗机的空气动力学轮廓发生了显著变化。尽管如此,飞机和无人机很快恢复了稳定飞行,这充分体现了其气动设计和自动控制算法的有效性。
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《组合飞行器飞行控制律设计分析与试飞验证》一文显示,此次成功试飞验证了中国空军下一代战斗机的“新概念”——“这代表了一种先进的有人/无人协同作战模式,该模式能够将多架具有不同功能的飞机整合在一起,进行协同飞行。这可以有效解决有人机与无人机之间速度不匹配、航程不兼容等问题,实现优势互补。”
歼-20战斗机总设计师杨伟近年来多次表示,中国正在研发新一代隐形战斗机,并将重点放在与无人机并肩作战的能力上。歼-20是中国最先进的隐形战斗机,中国空军目前正在测试其双座型,这将使一名飞行员能够专注于无人机交互。
然而,大多数无人机的速度和航程都无法与有人驾驶战斗机相媲美。杨伟表示,中国下一代战斗机的一个显著特点是其出乎意料的变形能力。2022年,他还表示:“在不久的将来,我们将很快看到歼-30和歼-40(作为歼-20的继任者)。”
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将不同类型的飞机组合起来进行飞行并非一个新颖的概念。早在第二次世界大战期间,德国科学家就率先进行了此类试验。随后在20世纪50年代,美国空军进行了大胆尝试,将两架战斗机固定在轰炸机的翼尖上。这种改进的机翼配置虽然增加了轰炸机的航程,但也带来了强烈的、意想不到的翼尖涡流。
然而,这项大胆的实验最终以悲剧收场。1953年4月24日,在一次试飞中,一架挂载在B-29轰炸机翼尖的F-84战斗机失控翻转,与轰炸机发生碰撞,造成一名战斗机飞行员和五名轰炸机机组人员不幸遇难。
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但我国的团队并没有将飞机固定在翼尖,而是采用了所谓的“后缘对接布局”,也就是主飞机通过主翼后缘的可伸缩分离机构与两个副飞机机翼的前缘相连。这样的布局虽然使飞行器在飞行过程中更加稳定,但分离前后,主机的重心和焦点会发生剧烈的转移,对控制律的制定提出了严峻的挑战。
论文中公开了一种新算法,可以准确分析分离过程中发生的各种干扰,包括风的变化。中国科学家还在测试可能用于下一代战斗机的其他新技术,比如用气流和等离子隐身设备代替物理方向舵。
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其他国家也在开发类似的技术。2020 年,美国空军测试了下一代空中优势 (NGAD) 计划的原型。该计划旨在开发F-22和 F-35 战斗机的继任者。
美国空军负责采购、技术和后勤事务的前助理部长威尔·罗珀 (Will Roper) 曾表示:“我们已经在现实世界中建造并试飞了一架全尺寸的飞行演示机,并且打破了纪录。我们已经准备好以一种前所未有的方式建造下一代飞机。”但没有提供有关该飞机的任何细节。
但近日,美国空军高层官员表示,NGAD计划的进展并不如计划顺利。美国空军部长弗兰克·肯德尔表示,预算限制迫使他们“重新审视” NGAD 战斗机的支出计划。
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美国下一代战斗机要么由波音公司制造,要么由洛克希德·马丁公司制造,但波音公司近期遭遇一系列危机,而洛克希德·马丁公司则因供应链和技术困难,近一年来一直无法向美国空军交付F-35战斗机。
有美国军事专家认为,美军可能在未来几年暂停新一代战斗机的研发,转而专注于升级现有的F-22和F-35中队。