美国人又要搞新飞机了!

近日，波音公司旗下的极光飞行科学公司宣布将根据国防高级研究计划局(DARPA)的合同开发一款依靠主动射流控制(AFC)技术操控的“X”飞机。所谓的“X”飞机也被称之为X平面飞机，可以简单地理解为机体仅在一个平面内延伸，没有垂直尾翼和襟翼，不包含任何垂直界面的飞机。

新型效应器控制飞机计划(CRANE)就是DARPA推进的具体项目，旨在寻找一款依靠新流体控制技术和独特的设计理念来构建、一款颠覆常规认知的飞机。通俗的讲就是飞机的飞行姿态不再依靠舵面操控，而是利用改变机体和机翼上气流的速度和方向来实现飞行姿态的调整。这样不但可以去掉不必要的翼面，最大程度地降低飞机阻力，同时光洁无异物的机身也能够将飞机的隐身性能最大化。

极光飞行公司总裁贝思表示:该计划是建立在数十年的AFC研究基础上实施的，我们不久将对采用这种理念开发的原型机进行飞行测试，同时与DARPA一起为未来的飞机设计提供一种全新的方法，借此期望可以打破传统飞行器设计的局限。

主动射流控制技术(AFC)，个人的理解就是在机翼或机身处设置微型扰动装置，改变机体表面空气流动的速度和方向，从而获取控制机体所需要的力。这些装置可以是通过发动机供气的“吹气”装置或者是改变局部温度的脉冲加热器等等。通过人工控制气流的变化，机体就能够在相反的方向获取一个力，从而实现控制飞机姿态的目的，这和我们常说的“四两拨千斤”有点相仿的意思(当然了，这是自己的理解，大致意思就是这样，勿喷!)。

这些扰动装置通常情况下体积都很小，但作用却很大，在理论上完全可以取代现有的飞机控制装置。射流控制技术目前可分为主动射流控制(也就是我们说的AFC)和被动射流控制两种方式，其中被动控制技术应用较早，比如战斗机机翼上的翼刀、涡流发生器等装置，不过作用相对较小，只作为飞机控制的辅助技术使用。而主动控制通过人为能量控制装置进行调节，来获取战机需要的力，能够取代现有飞机舵面。

自二战中后期以来，速度更快的喷气式飞机开始成为人们关注的焦点，战后几十年更是将这种类型的飞机发展推至顶峰。不过到了现在，随着第五代战斗机的入役，人们似乎在传统飞机的设计上出现了瓶颈，尤其是那些用于控制飞机姿态的装置。现在大部分飞机飞行姿态的控制都是通过机械或电子机构改变襟翼或尾翼的方向和位置来扰动表面气流获取所需要的力，这些装置结构复杂、体积巨大(相对而言)、占用了不少飞机重量。

随着第六代战斗机的发展，这些附着在机身上的操控机构已经成为一种负担，普通的机翼、襟翼、机体加尾翼的组合设计布局已经无法满足下一代战机的技术要求，毕竟几十年的发展在传统飞机设计方面已经没有太大的突破空间了，除了增加发动机动力、改变气动布局之外再无它法提高飞机性能了。

于是人们将目光投向了主动射流控制技术上来，利用该技术可以在飞机的进气道、发动机喷口、机翼、尾翼、襟翼、机体等方面的设计上大做文章，不必再依赖传统的套设计模式来开发飞机了。过去由于相关的理论和配套设备的发展尚不成熟，在飞机设计上的应用也仅限于被动式射流控制技术，小打小闹但效果不错。随着技术的发展和实际需求，人们开始越来越重视主动射流控制技术对于飞机设计方面的作用，特别是第六代战斗机的无尾化、超机动和超级隐身方面的需求也大大促进了它的发展。

AFC摒弃了原有通过改变机体舵面位置来实现姿态控制的方式，改以采用一种隐秘而有效的方式来实现。比如通过喷气发动机供气在机身需要的位置开孔，通过“吹气”的方式扰乱机身表面气流从而获取升力，或者是利用脉冲加热的方式改变机身某一区域的空气温度，利用空气膨胀改变气流流动等。以此类方式替代传统的机翼，在保证飞机可操控性的前提下大大降低了机身整体重量，并能有效提高战机的隐身性能。

文章来源：《飞机设计》 网址: http://www.fjsjzz.cn/zonghexinwen/2021/0225/388.html