李洪興

據(jù)2016年3月7日的《航空與航天技術(shù)周刊》報道，洛克希德·馬丁公司正在開發(fā)翼身融合運(yùn)輸機(jī)概念驗(yàn)證機(jī)。在飛機(jī)開發(fā)的過程中，通常都要設(shè)計各種不同比例的風(fēng)洞模型來完成在嚴(yán)格控制的條件下的地面數(shù)據(jù)采集，但是洛·馬公司現(xiàn)在卻打算在完成翼身融合（HWB）運(yùn)輸機(jī)的低速測試之后，不同尋常地使用縮比無人機(jī)模型進(jìn)行試驗(yàn)飛行。

今年2月，洛克希德·馬丁公司在喬治亞州瑪麗埃塔的低速風(fēng)洞中進(jìn)行了比例為4%的HWB全翼展模型的測試，補(bǔ)充了2015年8月在NASA蘭利中心的國家跨聲速機(jī)構(gòu)（NTF）進(jìn)行的同樣比例的HWB半翼展模型的評估。試驗(yàn)旨在驗(yàn)證有關(guān)這種非傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)在性能效益方面的流體動力學(xué)計算值。

洛克希德馬丁·公司稱，為了獲得近距離起降性能并且與傳統(tǒng)的擁有確定的適合于裝載、卸載和空投貨物與部隊(duì)的下機(jī)身結(jié)構(gòu)，HWB飛機(jī)將翼身融合體的空氣動力學(xué)效能和結(jié)構(gòu)有效性與傳統(tǒng)的T形尾翼控制有效性結(jié)合起來。按照設(shè)計，HWB飛機(jī)要能夠運(yùn)輸目前由該公司的C-5運(yùn)輸機(jī)裝運(yùn)的所有特大號貨物，同時將燃料消耗較C-17降低70%。因此設(shè)計將2臺具有超高涵道比的渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)安裝在機(jī)翼后緣之上。

在NTF進(jìn)行的測試驗(yàn)證了相關(guān)配置的高速巡航效率，包括翼上發(fā)動機(jī)艙相對于傳統(tǒng)安裝在機(jī)翼前緣之下的設(shè)計能夠?qū)⑿侍岣?%。在洛·馬公司的低速風(fēng)洞中進(jìn)行的試驗(yàn)則著重關(guān)注的是收集穩(wěn)定性和控制數(shù)據(jù)，以確認(rèn)相關(guān)配置擁有預(yù)期的操縱品質(zhì)。

在NTF測試的半翼展HWB模型是一個重型的金屬模型，用來承受在超聲速時的高達(dá)12000磅（5440千克）的負(fù)荷，而低速模型則是一架外形完整的飛機(jī)，翼展為3米，重量卻只有45磅（20千克）。HWB模型在瑪麗埃塔低速風(fēng)洞中進(jìn)行了3個星期的評估，速度一般都低于每小時240千米。模型進(jìn)行了2種不同配置的試驗(yàn)，一種是巡航配置，用以評估控制翼面有效性的，另外一種是高升力配置，活動襟翼和副翼都加長了。洛·馬丁公司想要確認(rèn)在瑪麗埃塔低速風(fēng)洞試驗(yàn)中得到的數(shù)據(jù)，于是也在NTF進(jìn)行了一些低速高升力試驗(yàn)。洛·馬公司臭鼬工廠的HWB項(xiàng)目經(jīng)理瑞克-胡克說，試驗(yàn)結(jié)果符合試驗(yàn)前的流體動力學(xué)計算值。

在NTF試驗(yàn)的模型設(shè)有氣流通透的發(fā)動機(jī)艙，而低速模型具有一對用來模擬翼上渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)的電動涵道風(fēng)扇。這樣，洛·馬公司就能夠評估預(yù)計由發(fā)動機(jī)在機(jī)翼上產(chǎn)生的附著氣流所導(dǎo)致的動力增升。

低速模型由洛·馬公司設(shè)計，并由經(jīng)驗(yàn)系統(tǒng)航空公司制造，將會加以整修并且配備空速管作為遙控?zé)o人機(jī)飛行，以評估在巡航模式中的操縱性能。胡克說，在知道涵道風(fēng)扇的推力之后，就可以計算出飛機(jī)的阻力，并且在與風(fēng)洞數(shù)據(jù)以及流體動力學(xué)計算值比較之后，得到完整的性能數(shù)據(jù)資料。

洛·馬公司的HWB概念機(jī)開發(fā)得到了美國空軍研究實(shí)驗(yàn)室的革命性能效配置計劃的資金支持，該計劃將于2017年結(jié)束。公司要在今年秋季為美國空軍研究實(shí)驗(yàn)室完成載人HWB驗(yàn)證機(jī)的研究，同時要為NASA完成著眼于貨運(yùn)飛機(jī)的商業(yè)化研究。NASA計劃進(jìn)行一系列的大比例翼身融合“X-飛機(jī)”試驗(yàn)，并且已經(jīng)披露了要在2020年之后推出比例為50%的翼身融合驗(yàn)證機(jī)的預(yù)算計劃。