空军资助“混合翼身”飞机设计,实现长航程、高燃油效率飞行

看看原型机的概念图。
blended wing prototype plane
美国空军选择 JetZero 开发混合翼体飞机原型机 空军

太平洋浩瀚无垠,在规划如何在太平洋及其周围作战时,美国正在寻求一种新的飞机设计——一种能提供更高效飞行的设计。在 8 月 16 日由航空航天部队协会举办的一场活动中,美国空军助理部长 Ravi I Chaudhary 宣布了一项合同,该合同价值高达 2.3 亿美元,将在 2026 年前用于开发和生产一款“混合翼体”(Blended Wing Body)飞机的原型机。

这款飞机伴随着概念图一同发布,图中展示了一架空军灰色的飞机,其机身从传统的尖头驾驶舱开始,向后逐渐变宽,无缝地向上倾斜形成一个巨大的机翼,一对喷气发动机安装在飞机尾部上方。概念图中清晰可见罗杰斯干湖(Rogers Dry Lake)和爱德华兹空军基地(Edwards Air Force Base)的跑道,这暗示着这款新型概念飞机与长期以来航空史上的实验性创新飞机有着联系。查克·耶格(Chuck Yeager)打破音速时,就是驾驶着从爱德华兹基地起飞的飞机。

“今天对于空中力量的发展来说是历史性的一天,”Chaudhary 告诉聚集在一起的媒体和行业观众,他们有的人亲临现场,有的人通过 Zoom 参会。他将这款新飞机的发布与 1923 年 8 月一次创纪录的耐力飞行联系起来,那次飞行通过反复的空中加油,使一架飞机能够 连续飞行 从加拿大飞往墨西哥,而无需中途降落。

混合翼体设计提供了更大的升力,因为它降低了阻力并扩大了飞机的升力表面。B-2 飞翼轰炸机可以被视为一种极端的混合翼体。虽然这款新飞机不会像远程轰炸机那样在隐身和苛刻要求方面进行设计,但人们希望它能提供远程高效飞行能力,使其成为有价值的运输机和加油机。如果海洋成为战场,这款飞机(Chaudhary 将其称为 X-BWB-1)将成为空军确保美国其他军事力量能够继续参与战斗的宝贵方式,尽管距离遥远。

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“你们都已认识到,我们已经进入了大国竞争的新时代,其中[中华人民共和国]已成为我们主要的挑战,但老实说,我并不这么认为,”Chaudhary 继续说道。“今天,我们将通过我们一直以来所做的事情来设定节奏。设计、制造和飞行混合翼技术。”

(虽然喷气式飞机和新型导弹无疑勾勒出了太平洋地区发生常规战争的参数,但在此次发布会上,核武器并未被提及。美国拥有超过 5,200 枚核弹头,而中国拥有世界第三大核武库,估计有 410 枚弹头。中美之间的任何常规战争都带有核战争爆发的风险

美国上一次在太平洋地区与同等或准同等竞争对手作战时,使用的飞机都是螺旋桨发动机,并且从航空母舰或激烈争夺的岛屿简易跑道起降。如今,航空母舰和基地网络仍然是图景的一部分,但导弹技术已从萌芽状态发展为一种持久的远程威胁。

X-BWB-1 如果成功,将为美国军事部门计划的“ACE”(敏捷作战部署)战略提供后勤支持。按照这些原则运作,载有美国部队的舰船、飞机和基地将分布在整个海洋,使其难以被同时摧毁。然而,这些资源可以在攻击时进行集结和集中,从而使美国能够根据需要选择作战。

“在印太地区的准同等冲突中,作战能源将是胜利的关键,”Chaudhary 说。凭借高效的飞行、更远的航程、降低的雷达和音频信号特征以及实用的载货能力,X-BWB-1 本身不是武器,而是一种可以使该地区其他军事行动更有效的工具。该设计还承诺比传统机身更短的起降距离,可以在小片陆地上起降。

此次发布会的重点是该技术的军事应用,但其商业应用也被提及。X-BWB-1 被设计成使用现有的喷气发动机,因此可以轻松集成到商业市场中。使飞机适用于军事补给的相同空气动力学优势,也可以使这种飞行器成为航空公司高效的长途运输工具。

JetZero 首席执行官 Tom O’Leary 在一份声明中说:“混合翼体是迈向零碳排放的最佳第一步。它使用当今的发动机可实现 50% 的燃油消耗降低,并且具备支持未来过渡到零碳排放推进所需的空气动力学效率。”“在效率方面,没有其他提议的飞机能与之媲美。”

许多军种,以及部分商业航空业,都承诺致力于低排放运营。就美国陆军而言,这意味着一种气候策略,该策略强调在满足现有需求和任务的同时,以更有效的方式实现目标,而不是缩减规模。

凭借美国军方的大量投资和等待中的商业市场,混合翼体计划可以借鉴 NASA 数十年的研究成果,并交付一种实用、高效的飞机,它既能运送士兵,也能运送乘客。

X-BWB-1 的首次试飞预计在 2027 年。也许届时,这款飞机将有一个更好的名字。

 

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Kelsey D. Atherton

科技领域特约撰稿人

Kelsey D. Atherton 是一名军事技术记者,自 2013 年起为《大众科学》供稿。他报道无人机器人和其他无人机、通信系统、核企业以及用于规划、发动和缓解战争的技术。


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