如此全面梳理飞翼布局无人机的妙文实在难得一见.docx

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如此全面梳理飞翼布局无人机的妙文实在难得一见

如此全面梳理飞翼布局无人机的妙文,实在难得一见!

飞翼机的历史渊源世界上第一架真正实用的飞机诞生

于1903年的美国,而世界上第一架飞翼机的研制仅比之晚20

差和发动机推力不足等诸多原因,飞翼布局的计划最终只能

胎死腹中。

第一次世界大战结束后不久，德国人用非常规的结构生产了大量滑翔机竞相探索提高滑翔机的飞行性能。

1921年工程师阿列克山大•利比肖（AlexanderLippisch）最先制成飞翼滑翔机，走在了当时世界的前列。

利比肖进一步对飞翼滑翔机、轻型飞机和动力飞机进行研究。

1930年他精心设计的

三角”I号轻型民用飞机，在性能、稳定性、操纵性和设

F,德国的瓦尔持•霍顿和雷曼•霍顿兄弟于1931年制造

了第一架霍顿HoI飞翼滑翔机。

接着又从试飞中对原型机进行改进，造出HoII飞翼滑翔机。

由此初步奠定了飞翼机向实用化转变的基础，为飞翼式布局飞行器的发展写下了重

要一笔。

从1934年至1944年，霍顿共制有5种不同的

翼，装两台900公斤推力的容克喷气发动机，试飞中飞行速度达到了每小时900公里。

德国另一位著名设计师李比修也研制出一架飞声海外的飞翼机-Me163。

该机飞行时速高达950千米，爬升率60米/秒。

紧跟欧洲飞翼发展步伐的是美国被称作“飞翼之王”的杰克.诺斯罗普。

1928年,诺斯罗

普设计了美国第一架飞翼布局飞机，从1928年到1955年间，诺斯罗普和他创建的公司陆续制造了一系列飞翼飞机，其中包括N-1M、N-9M、JB-1、JB-10、XP-56、XP-79、XB-35、

YB-35和YB-49等。

40年代是飞翼布局投入作战使用的一个重要发展时期,这

时期有许多飞翼布局的飞机投入作战使用,主要是利用飞翼

时世界上最大的全翼式飞机XB-35从诺斯洛普飞机公司厂区跑道成功地飞上天空，使美国航空向着未来跨出引人注目

步。

不过XB-35仅进行了19次试飞后就在9月11

日坠毁。

XB-35二号原型机在1947年6月26日首飞,由于

螺旋桨问题,仅仅试飞8次就不得不暂停。

在换装了新螺旋桨后虽然减少了机械故障的发生,同时也产生了难以克服的

加了舵面和翼缝设计

YB-49仍然遇到了难以完全克服的稳

振动。

随后试飞的YB-49在测试期间,技术人员发现,尽管增

定性问题。

由于飞翼式布局在稳定性与操纵性上存在的固有问题，其飞行安全与性能在当时的技术条件下得不到保证，飞翼布局飞行器的研制一度淡出人们的视线。

早期的飞翼探索者们几乎无一例外的受阻于飞行器不稳定、控制困难等问题。

到了80年代，随着计算机技术与电传飞行控制技术的发展，人们才真正解决了飞翼布局飞行器的操纵性和稳定性问题，B-2隐型轰炸机的出现，为诺斯罗普飞翼布局轰炸机的研制划上了一个圆满的句号，也把飞翼的发展推进到

个崭新的阶段。

飞翼布局飞机的研制又变得十分活跃，随着飞行器隐身技术的发展，三角飞翼的隐身轰炸机以独特的面貌出现，开创了未来飞行器崭新发展的道路。

由于无人机

相较于有人机来说更少限制,所以飞翼的应用更为迅速,更有

的发展促进了无尾气动布局的出现和发展。

飞翼布局的特点特点

1、飞翼布局是气动布局一体化设计的最佳布局，通过翼身

融合来实现一体化,比传统布局飞机的浸湿面积小33%，提高

气动效率，增大航程。

2、与常规飞机相比较,飞翼布局取消

3、

了机身、平尾、升降舵、垂尾和方向舵等，飞机整体构成个升力面，极大地提高了飞机的气动性能，增加了升力。

飞翼布局采用高度翼身融合技术，外形光滑,又无外挂等突出

物，具有良好的雷达隐身性能,军事应用潜力大。

4、飞翼布

局与同量级传统布局的飞机相比较具有更轻的重量，结构重量相对较轻，增大有效装载空间且可将武器和发动机内埋。

5、翼身光滑连接,没有明显分接口,可大幅度减小阻力，可

获得更高的升阻比和更小的燃油消耗。

对提高续航时间和机动性等飞行性能极为有效,也提高了经济性。

优缺点对比虽

然飞翼布局与传统布局相比具有以上优势,但是这种布局也

存在着很多的不足

1、飞翼布局无人机因为取消了尾翼，因而纵向稳定性下降，

甚至静不稳定；取消了垂尾和方向舵，其侧向自然稳定性也

降了。

飞翼飞机的操纵面不仅要提供足够的控制力,同时还

要满足飞机的稳定性要求。

2、由于无尾翼,利用升降副翼和阻力舵进行飞机的操纵,使纵

向和横航向运动发生祸合,不象常规的飞机纵向和横航向运

动是分开的。

这就使以往的三通道控制系统是否适用成了问题,有待进一步的研究。

3、飞翼气动布局的飞机突风敏感因子较大。

飞翼飞机不但

在起降时不能利用襟翼增升，而且为配平飞机升降舵向上偏转，襟翼本身在起飞着陆时提供负升力，而常规飞机可利用襟翼下偏来增加机翼的升力，因此，飞翼飞机起飞着陆性能也不是很好，特别是着陆性能。

今朝的飞翼无人机随着电子技术和计算机控制技术的发展,线控增稳技术和放

宽静稳定性技术逐渐成熟,曾经一度停止发展的飞翼式气动

布局重新进入了人们的视野。

飞翼布局近几年被广泛采用，如波音公司陆续发展的X-45A/B/C无人验证机、诺斯罗普-格

鲁门公司发展的X-47A/B、以法国为主研制的“神经元”

空军联合对“无人战斗飞行器”展开了研究，探讨军用无人机在不适合有人驾驶战机的区域作战的可行性。

这种无人攻击机的首要任务是对敌防空压制，当然也将具备一定多用途

2003

能力，特别是成本将进一步降低。

美国空军和海军因此分别发展了X-45和X-47“飞马”无人机，后来则干脆于年合并为J-UCAS（联合无人战斗飞行器系统）计划，然而该计划很快于2005年12月终止了。

尽管如此，美国海军方面并没有半途而废，针对航母作战行动的特点，美国海军对诺斯罗普-格鲁曼X-47B方案展开了大量技术论证工作。

美国海军在重新制定了舰载无人机的战术指标后,单独展开

了N-UCAS项目招标,最终X-47B以其优异的隐身性能和作战半径大的优势赢得了N-UCAS项目的技术验证

（UCAS-D）合同。

X-47B继承了B-2战略轰炸机在隐身设计上的技术成果,采用了隐身性能较好的飞翼布局,具有“全频

段、全方向”的低可探测性。

X-47B同时还继承了X-47A的部分机载系统与飞行控制率,显著降低了研制技术难度。

另

外,X-47B采用了A-12的机翼折叠系统，降低了研发成本。

X-47B

是一架试验型无人战斗航空器（UCAV），由美国国防技术公司诺斯罗普-格鲁曼公司开发。

X-47项目开始于国防高等研究计划署的J-UCAS计划，现在已经是美国海军旨在发展舰载无人飞机的UCAS-D计划的一部分。

X-47B于2011

年首飞，并在2013年成功完成了一系列的地面及舰载测试。

X-47B是人类历史上第一架无需人工干预、完全由电脑操

纵的'无尾翼、喷气式无人驾驶飞机'，也是第一架能够从航空

18.9m,长11.6m,高1.22m,起飞重量19000kg。

设计时速可以

达到800公里，最大飞行高度可达12000米。

采用飞翼布局的X-47B具有良好的升力特性,因此该机能够在任何风向条

件下从航母甲板上起飞,这明显增强了其使用的灵活性,因为

航母不需要为了让X-47B逆风起飞而调整航路,而这一优

势是目前所有舰载机都不具备的。

鳐鱼无人机鳐鱼无人机是米格公司的先进概念飞机研发部设计的，从目前俄方已经公开的数据看，“鳐鱼”无人机翼展11.5米，全

长10.25米，机高2.7米，最大起飞重量10吨，最大低空飞

行速度为800公里/小时，最大武器载荷超过2吨，升限达

12000米，作战半径2000公里。

其机体结构将大范围使用复

合材料以减轻结构重量。

该型机的动力系统采用一台克里莫夫RD-5000B涡轮风扇发动机，这也是装备到中国FC-1“枭

龙”战斗机的RD-93发动机的改进型，该发动机没有加力燃

的机翼后缘设置了面积较大的开裂式襟副翼，不过其俯仰和偏航控制将主要依赖于矢量技术。

“神经元”无人机

展示仪式。

2014年6月12日，法国防部长出席“神经元”无人机的该飞机是法国达索公司的最新产品，它的亮

相将打破美国在无人机领域一家独霸的局面，将对未来作战产生多方面影响。

“神经元”无人机采用飞翼式气动布局，进气道和尾喷口都采用隐身设计，机身覆盖隐身涂层。

该机总长9.2米，翼展12.5米，最大起飞重量7吨，有效

载荷超过1吨，最大飞行速度0.8马赫，续航时间超过3

小时，具有航程远、滞空时间长等基本特点。

神经元”的最大优势是可以在不接受任何指令的情况下

独立完成飞行，并在复杂飞行环境中自我校正，其飞行速度也超过了一般侦察机。

更为引人注目的是，“神经元”翼

展尺寸与“幻影-2000”相当，但显示在雷达屏幕上的尺寸却

不超过一只麻雀。

由于该机具有多种作战能力，被国际防

雷神”具备出色的隐身突防、洲际打击、侦察监视以及自

控能力。

“雷神”长约12米，翼展约10米，重量超过4吨，是世界上最大的无人机之一。

由于英军近年越发推崇美军的

零伤亡”理论，“雷神”设计的重要指标之一就是满足高速洲际巡航飞行，能在卫星监控下从英国本土飞往世界各地发动突然袭击，以降低军事人员伤亡风险。

采用三角形进气口，明显隆起的进气道似乎有些突兀，目的是有效地保证动力装置所需的空气流量。

采用海狸尾式的排气装置，将发动机的尾喷管完全包裹在机体内。

这样，该机从前机身的菱形截面自然流畅地过渡到后机身的扁平截面，，在确保气动性能的前提下，更好地满足了低可探测性需要。

从机翼后缘吹出的空气，还可以促进机体上表面空气的流动，实现增加升力的目的。

从外形上看，“雷神”彻底取消了尾翼，平尾和

垂尾都没有了，这会大幅减小飞行中的气动阻力，同时也去人驾驶飞机联合编组成新的战斗机群，以多机种飞行编队的形式实施纵深打击。

天弩无人机

2011年一架由沈阳飞机设计研究所和沈阳航空航天大学共同研制的“天弩”飞翼式无人机亮相于中国国际通用航空大会上，引起了业内人士的关注。

从官方公布的资料来看，该无人机采用的气动布局与美国的X-47b无人机很相似，但已不是单纯的航空模型。

国外媒体认为，“天弩”无人机的高调亮相，显示了中国无人机开始逐步解决了气动、自主控制、

无线通信和跟踪定位技术，不久的将来中国将有能力研制出

微星无人机由美国桑德斯公司研制，主要用于搜集情报、寻找目标和移动无线电通信，研制公司为该机研制了各种微型传感器和夜间实时传输图像的系统。

该机无噪声，无雷达反射截面，利于隐蔽行动;具有高机动性能，可在树冠下、楼宇间或建筑物内飞行;能够携带昼夜飞行使用的成像传器，可在穿越楼群时拍摄，可停留在窗台、楼角上观察房间或街巷内发生的情况，执行侦察和监视任务，及时支持地面分队

行动。

微星质量85g,机身质量7g，翼展15.2cm，采取

60min，航程5km，飞行高度为15〜91m，飞行速度55

km/h，数据传输距离500m。

机上装备光学摄像机、GPS定

位仪、“视景”VV5404传感器。

微星可以通过无线电通信链路把信息传送到由两台个人计算机构成的地面控制器。

X-48B无人验证机