美军正在征集不需要跑道的快速飞机的想法

DARPA 对一种新型飞行器感兴趣,这种飞行器既能快速飞行,又能适应恶劣环境。让我们看看他们心中的设计。
the v-280 valor flies
V-280 Valor,陆军计划将其用作下一代“黑鹰”式运输机,它可以快速飞行并垂直起降。贝尔德事隆(Bell Textron)

DARPA 正在邀请设计师们重新构想无需跑道即可快速起降的飞机。本月早些时候,DARPA 宣布将于 3 月 23 日举行一次“提案者日”(Proposers Day),届时五角大楼的“蓝天项目”部门将就一项名为 SPRINT 的计划向设计师和公司提供信息。SPRINT 是 SPeed and Runway INdependent Technologies(速度和跑道独立技术)X-Plane Demonstrator 计划的缩写。DARPA 希望通过该计划在 42 个月,也就是三年半的时间内,实现新飞机的演示飞行。

正如其名称所示,SPRINT 正在寻找一种快速的飞机,或者至少是一种能够在短距离内快速飞行的飞机。该计划特别寻求开发一种能够以 400 节(约合 460 英里/小时)的速度巡航的飞机。这远低于 F-16 等战斗机的巡航速度,但比“黑鹰”直升机的巡航速度快得多,而“黑鹰”直升机可能是更相关的参考对象。这是因为 SPRINT 的另一个方面是,飞机应该能够在野外或沙漠等简陋环境中悬停,而无需跑道或直升机停机坪等专用铺装基础设施。

“SPRINT 计划的目标是设计、制造、认证和飞行一架 X-Plane,以展示下一代空中机动平台所需的速度和跑道独立性相结合的变革性能力所需的基础技术和集成概念,”DARPA 的公告中写道。

尽管天空广阔,但跑道仍然是飞行基础设施中要求最苛刻的部分之一。一旦建成,只要在炸弹和导弹袭击时没有飞机被摧毁,跑道在遭受攻击后相对容易修复。但清理跑道和机库的空间,以及维护机组人员和飞机,会形成一个从太空中可见的易受攻击的目标。随着美国战争策划者在太平洋地区可能爆发冲突时探索各种选项,现有跑道的已知固定位置可能会使飞机容易遭受突然袭击。即使没有突袭,飞机一旦升空,就需要跑道来着陆,而失去跑道表面,即使在最好的情况下,也可能导致在未准备好的地面上进行粗暴着陆,从而损坏飞机并危及飞行员。

[相关:贝尔公司希望通过增加喷气发动机来提升倾转旋翼飞机的性能]

DARPA 于 3 月 1 日宣布了 SPRINT。据 Defense One 的 Patrick Tucker 报道,新飞行器的形状尚未确定。他说:“它可能是一种新型直升机,或者是一种垂直起降飞机,速度可能更快。” Tucker 还指出,DARPA 的负责人“特意避免将该计划称为垂直起降计划”,并且 accompanying幻灯片展示了两个明显不像直升机的艺术家概念图。

当然,直升机一直是垂直起降最可靠的形式,但其设计在速度和效率方面存在重大限制。几十年来,军方一直试图解决将直升机的跑道独立性与固定翼飞机的速度和航程相结合的问题。最成功的变体沿着两条路径之一发展。一种是倾转旋翼飞机,例如 V-22“鱼鹰”和即将推出的 V-280 Valor,它们拥有高置机翼,以及与地面平行的旋翼用于起飞,然后在飞行中转到不同角度以向前飞行。鱼鹰可以在简陋环境中着陆,只要有足够的空间供旋翼运转,尽管在正常条件下,这些飞机是在军事基地的专用停机坪上起降的。

另一种路径,在“鹞”式垂直起降战斗机和 F-35B 隐形战斗机上可以看到,它利用喷气发动机的向下排气将飞机送入空中,然后再转向向前推进。这种巨大的热量和功率已经引发了猜测,尤其是在 F-35 的研发过程中,发动机可能会摧毁除了经过最特殊准备的起降平台之外的所有东西。

该计划名为 SPRINT。DARPA

DARPA 展示的两种设计都没有采用这些传统的垂直起降(VTOL)方法。其中一种是银色光滑的飞机图像,带有喷气式管道和发动机舱内的折叠叶片,其机翼位置类似于倾转旋翼飞机。在高空飞行概念图中,用于垂直起降的发动机被画成静止状态,让更强大的系统通过天空推进飞机。V-22“鱼鹰”的巡航速度为 310 节,而 V-280 Valor 的巡航速度略高于 280 节。这两种飞机都有更高的最高速度用于,呃,冲刺,但要达到更快的巡航速度,很可能意味着要放弃旋翼发动机作为主要推进方式,即使它们可以倾转。

在 DARPA 的另一张概念图中,图像呈现为一个飞翼的渲染图,让人想起 B-2 或 B-21 轰炸机,但有一个 V 形尾翼。发动机在此处比在图像中显示得更为暗示,其机身内部有用于提供垂直起降的涵道风扇或旋翼空间,而喷气式进气口则表明了向前推进的手段。

这种概念艺术是一种愿景板,展示了 DARPA 试图实现的目标。获得一种无需跑道、直升机停机坪或其他外部基础设施即可飞行的新型飞机,可以扩大飞机的运行范围。确保飞机飞得快,可以使其比直升机能执行的任务更加有用,从而扩大军事行动的范围。归根结底,DARPA 的使命不是设计成品——而是探索新的领域,相信一旦技术演示的障碍被克服,其他人就会想办法将新技术塑造成有用的形式。

 

更多优惠、评测和购买指南

 
Kelsey D. Atherton Avatar

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。


© .