【現代軍用飛機的“新設計”】
編者按：
縱觀歷史，戰爭是人類科技進步的重要推動力，這一點在航空工業的發展上體現尤為明顯。從兩次世界大戰至今，各國迫于軍事的壓力，不斷對軍用飛機提出更高的要求。在高速迭代中，產生了許多“新設計”。即日起，《科普中國-軍事科技前沿》推出系列作品，立足當下，展望未來，和大家一起聊聊未來軍用飛機可能出現的“新設計”，歡迎關注。
出品：科普中國
作者：李小白（中國航空學會會員）
策劃：畢孝斌
監制：光明網科普事業部
飛翼式氣動布局(以下簡稱飛翼布局)是一種科技含量高、技術難度大的飛機氣動布局。飛翼布局飛機沒有傳統的平尾與垂尾，也沒有明確的機身，整架飛機就是一款巨大的飛翼，整個飛翼又是一架飛機。人類對于飛翼布局的研究歷史十分悠久，在二戰時期就有了相關的實用性試驗。經過幾十年的不懈追求，飛翼布局逐步開始實用化，并被應用到新型轟炸機和新型無人機上。隨著技術的發展，飛翼布局還將進一步普及，被越來越多的國家用作主力軍用飛機的氣動布局。
B-2轟炸機采用了飛翼布局
操控與結構的設計難度
傳統的常規布局飛機有機翼和尾翼，尾翼又分為垂直尾翼和水平尾翼。機翼提供升力，兩側機翼的襟副翼差動偏轉會形成兩側機翼的升力差，升力差引起飛機的傾斜，飛機傾斜后的一部分升力轉化為飛機轉彎的向心力。在飛機運作的整個過程中，水平尾翼產生的是負升力，控制飛機的仰俯，而垂直尾翼則修正飛機的偏航。
飛翼布局飛機就是一整款大型的飛翼結構，尤其是沒有尾翼十分難以控制飛行姿態。飛翼布局飛機的表面沒有垂直尾翼、水平尾翼和腹鰭這些增加飛機方向穩定性的控制面，因此，飛翼布局只能通過位于機身前后緣的舵面和設于機身的擾流板操控飛機，而這種控制方式需要極其靈敏的操控和調節，這種調節也是持續不斷進行的，單純通過人類操控完全無法做到。
保持穩定的控制僅是一個方面，飛翼布局的內部構造同樣需要精準的設計計算。飛翼布局飛機的全部設備都布置在整架飛翼中，包括人員、貨艙、燃油、機載設備、動力系統、起落架等，這些設備要根據飛機重心、設備運行效率合理布置，還要保證飛翼構型的強度。由于所有的人員設備都位于飛翼之中，飛翼的厚度要遠厚于傳統常規布局飛機的機翼。當飛行速度超過音速時，飛翼布局飛機的飛行阻力會急劇增加，影響氣動效率與飛機穩定性，因此，以人類目前的發展技術，飛翼布局只適合用于對速度要求不高的飛機。
美國人在二戰結束后就對飛翼布局轟炸機有過實用性研究
電傳操控引入，飛翼布局開始實用化
飛翼布局的技術難度大，但飛翼布局的優點也十分明顯。飛翼布局的載荷分部相對均勻，升阻比大，具有天生的大荷載、低阻力的優勢，運輸效率高。由于機身是一款飛翼，飛翼布局飛機的雷達散射截面積遠遠小于常規布局的飛機，對不同波段的雷達均會形成出色的隱身效果。總體來說，飛翼布局的優勢大于劣勢，在實際應用中可以很好的揚長避短。隨著電傳操控系統逐漸成熟，飛翼布局的操控問題得到了解決。飛行員將操控指令傳輸給計算機，計算機根據飛行數據完成高速精確的計算并控制飛機舵面。通過電傳操控系統的引入，飛行員對于飛翼布局飛機就有了如同傳統常規布局飛機的操控感。
B-2的起落架艙門可以在起降過程中充當飛機的垂直安定面
人類第一款實用性的飛翼布局飛機是美國的B-2隱身轟炸機，B-2轟炸機巧妙利用了飛翼布局的各方面優勢，隱身性能好、航程遠、載彈量大。B-2機翼的減速板—方向舵非對稱張開起到襟副翼的作用，對稱張開則可充當減速板，在進入戰區后，B-2還可以開啟戰區模式，緊閉減速板—方向舵，利用發動機的差動推力控制飛機。B-2的機身長度約B-1B與B-52轟炸機機身長度的一半，卻能在載彈量、航程上與兩者達到同一水平。加之強大的隱身性能，B-2轟炸機在突防能力上遠超以往的戰略轟炸機，可以穿透敵人的防空網，飛抵縱深地域執行打擊任務。除了B-2轟炸機，美國的下一代隱身轟炸機B-21也沿用飛翼布局的設計，另據媒體報道，俄羅斯的下一代隱身轟炸機同樣也采用了飛翼布局。
更加廣泛的使用，未來發展的方向
不僅是大型轟炸機，飛翼布局也越來越多的被應用在無人機上。目前，美國、俄羅斯、中國、歐洲國家等航空業較為發達的國家，都展開了飛翼布局式無人機的研發。例如歐洲國家的“神經元”隱身無人機、美國RQ-170“哨兵”隱身無人機，較為著名的有美國X-47B技術驗證機，X-47B驗證了隱身艦載無人機技術，同時，X-47B還是一架完全由電腦操作、無需人工干預的無人機，將作戰信息錄入后，X-47B可以自行執行作戰任務。
X-47B無人機
目前飛翼布局應用最多、最有前景的還是在轟炸機與無人機，飛翼布局式運輸機、加油機也正處于構想中。飛翼布局飛機的機動性差，無法滿足戰斗機對于機動性的要求，且飛翼布局不適合超音速飛行，在可見的未來，飛翼布局應該不會被用到戰斗機上。而科技的發展是無人可以準確預知的，在航空業發達到一定程度后，飛翼布局的缺陷或許會得到有效的解決，飛翼布局也將被順利應用到各式各樣的飛機上。
未來飛翼布局飛機的構想
劃重點：
1、飛翼布局是飛機氣動布局的一種，飛翼布局飛機沒有傳統的尾翼，整架飛機就是一個大型飛翼構件，飛機所有的設施都設置安裝在飛翼內部。
2、飛翼布局很早就被人們研究過，但飛翼布局飛機的控制難度大、內部結構復雜，直到B-2出現才標著著飛翼布局開始實用化。
3、飛翼布局的升阻比大、隱身性能好，優勢十分明顯，被越來越多的運用在轟炸機、無人機上。
4、飛翼布局未來還可能運用在運輸機、加油機上，但不適合對機動性要求過高的戰斗機。
