飛翼飛機:發展歷程,最初摸索,霍頓兄弟,實戰探索,絕跡重生,優缺點,優點,缺點,未

飛翼飛機是一種沒有尾翼，機身的主要部分隱藏在厚厚的機翼內的飛機，又稱全翼機。由於機身的主要部分和機翼融為一體，整個機翼都是用來產生升力的，空氣阻力最小，因此這種飛機的空氣動力效率最高。更重要的是這種機型對雷達波的反射最小，所以飛翼飛機也是隱身性最好的飛機。

基本介紹

中文名：飛翼飛機
外文名：flying wing aircraft

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發展歷程

人類從開始製造飛行器之日起，就想到飛翼了。飛翼是一般飛機去掉後機身和尾真的無尾飛機。不言而喻，這種飛機可大大減輕重量，降低阻力，節省製造費用，並且加上其慣性低，還增加了飛行的機動性。在大飛翼飛機寬敞的機翼內，還可安排客、貨艙和各種設備。

最初摸索

早期一些航空先驅堅持飛翼的研究，竭誠致力其發展，但進展不大，限於當時的製造技術、航空材料性能較差和發動機推力不足等諸多原因,飛翼布局的計畫最終只能胎死腹中。

第一次世界大戰結束後不久，德國便蓬蓬勃勃開展滑翔機飛行運動，他們用非常規的結構，生產了大量滑翔機，競相探索提高滑翔機的飛行性能。1921 年德國一位年青的工程師阿列克山大·利比肖（Alexander Lippisch）走在運動的前列，最先製成飛翼滑翔機。

霍頓兄弟

在利比肖成功的鼓舞下，德國的瓦爾持·霍頓和雷曼·霍頓兄弟，積極從事飛翼的研究。1931 年，16歲的瓦爾特·霍頓製造了第一架霍頓 Ho I 飛翼滑翔機。接著又從試飛中對原型機進行改進，造出 Ho II 飛翼滑翔機。

從 1934 年至 1944 年，霍頓共制有 5 種不同的飛翼（1941 年霍頓 Ho V 是裝了兩台發動機的霍頓 Ho III 型滑翔機）。這兩種滑翔機都有很高的升阻比。在第二次世界大戰前，德國開展滑翔機競賽運動期間，這兩架滑翔機飛進了雷暴區，被卷進嚴重的氣旋中。兩飛行員都跳傘下來，一個發現氣旋較遲，在跳傘過中喪生；另一名飛行員借上升氣流保持救生傘上升，他幾乎在空中與風暴博鬥了兩個小時。

然而以上均為輕型飛機，霍頓兄弟在二戰末期設計的德國Go-229戰鬥轟炸機（註：該機通常會因生產商的原因被誤稱為Go-229，但是德國空軍編號確定為Ho-229）是人類歷史上第一架無尾飛翼噴氣式戰鬥轟炸機。它的外形和性能即使在當今也相當前衛，也是納粹德國的末日奇蹟武器設計之一。該機由霍頓兄弟設計，金屬和木材混合結構，由戈塔機車廠負責製造和試驗。 Go-229共有三架原型機，其中第一架為無動力滑翔機，僅用於氣動驗證和研究，德國戰敗後被燒毀。

實戰探索

美國飛機設計師約翰·諾期洛普早在1940 年設計的飛機去掉了機身和尾翼，“簡潔”到只有機翼。跟霍頓的設計一樣，在以後的歲月里，他也取消了尾部傳統的垂直安定面和方向舵，沿著真正“飛翼”設計的另一條道路發展。他在驗證他所設計的 N-1M 飛翼小型試驗機之後，激起了美國陸軍研證飛翼可能性的興趣。

陸軍與諾期洛普簽訂研製 4 發動機的飛翼重型轟炸機之後，諾斯洛普根據 N-1M 飛翼，把其展增加到 18.3 米，製成 4 架 N-9M 飛翼，作為以後XB-35 飛翼轟炸機的原型機。前 3 架裝 275 馬力的盂納斯科發動機，第 4 架裝 300 馬力的福蘭克林發動機。從設計開始，這 4 架都是直機翼，沒有翼梢下垂。1942 年 11 月27日第一架進行初次飛行，但飛行 50 次以後卻墜毀了。另外 3 架在以後 3 年中充分準備，擬定了詳細計畫進行了試飛。有一架現在陳列在 NASA 博物館內，其他兩架已翻修後投入使用。N-9M 飛翼的總重為 3,220 公斤，展弦比 7.34 的機翼面積為 45 平方米。N-9M 4 號機最大飛行速度為 410 公里/小時。

第二次世界大戰結束後的1946 年 7 月 25 日，當時世界上最大的全翼式飛機XB-35從諾斯洛普飛機公司廠區跑道成功地飛上天空，使美國航空向著未來跨出引人注目的一步。這次飛行證明，這種飛機不象常規飛機那樣有機身和尾翼，避免了附加阻力。

這種氣動力布局的基本方案是從 1940 年以 N-1M 系列的 1/3 縮比飛行模型進行的首次試飛。1941 年 9 月，開始了實際轟炸機的設計。11 月公司與空軍簽訂了 XB-35 原型機的契約。不久又增訂了第二架原型機。

首航時，這種“飛翼”上裝有四台 P&W 公司的“大黃蜂”活塞式發動機，驅動反向螺旋槳。每具發動機功率 3,000 馬力。兩槳軸間的距離足以平衡任何偏航的傾向，反向旋轉的螺旋槳增加了穩定性，星形發動機的冷卻空氣從機翼前緣開縫的導管引入。

由於 XB-35 飛翼的發動機和螺旋槳存在很大的缺陷，軍方希望完全改用噴氣動力推進，進一步提高性能以及實用化。於是裝8 台1,816 公斤推力的 J35-A-5 噴氣發動機，也就是 YB-49誕生了。

YB-49飛翼起飛重量為 60 噸，正常載荷重量 20.5 噸，但可增大到 46.6 噸。1974 年 10 月 21 日，第一架真正的噴氣飛翼進行了飛行。接下來的飛行試驗中，YB-49 最大速度達到 832 公里/小時，並創造了 12,810 米服役升限的紀錄。在載油量為 17,545 加侖的情況下，航程為 7,210 公里。在 1,840 公里的航程下，YB-49 飛翼可裝載炸彈 16.7 噸。

經過 20 個月的試飛之後，當時有效載荷和續航時間都破了紀錄，但是第一架 YB-49 飛翼在飛行中解體。9 個月後，第二架飛翼在著陸中損壞。從此 YB-49 項目被終止，僅一架 6 發的 YRB-49A 噴氣偵察機在繼續研製。YRB-49A 的 4 具埋裝的噴氣發動機艙下方吊掛了兩台發動機，打破了 YB-49 “純”飛翼的外形布局。YRB-49A 上裝的是 2,270 公斤推力的艾利森 J35-A-19 噴氣發動機 6 台。1950 年 5 月 4 日，這架飛機首次飛行，空重 37.6 噸，總載荷達到 8.3 噸時，攜帶 15,231 加侖的燃油。這架飛翼經短期試飛後便被放棄。

絕跡重生

上個世紀七十年代，當時冷戰正酣，蘇聯大力發展各種中遠程防空飛彈和高空高速國土防空攔截機，例如S-200（北約代號：薩姆-5）中高空超遠程地對空飛彈、S-300（北約代號：薩姆-10）全空域防空飛彈系統和米格-25/31高空超音速攔截戰鬥機等。為能隱秘的突破蘇聯防空網，尋找並摧毀蘇軍的洲際彈道核飛彈發射基地和其它重要戰略目標，美國空軍提出要製造一種新的戰略轟炸機，強調突防能力，要求能夠避開對空雷達探測，潛入敵方縱深，以80%的成功率完成任務。為此，空軍擬制出了“軍刀穿透者”計畫，把隱身技術的套用列入了具體議事日程。

通過招標，諾斯羅普的方案代號是“高級鑽石”（SeniorIce，密語無特定含義），洛克希德的方案代號“高級釘”（Senior Peg）。“高級鑽石”由諾斯羅普先進計畫高級副總裁維爾科·E·加西奇主持，計畫指導是哈爾·馬爾卡良。洛克希德/羅克韋爾的“高級釘”方案的資料披露不多，但鑒於當時洛克希德在隱身技術上的成就以及羅克韋爾在B-1項目上的經驗，人們普遍認為該隊會贏得競爭。但1981年10月20日美國空軍宣布諾斯羅普成為ATB契約的贏家，飛機編號B-2，並簽訂了6架試飛用機和兩架靜態測試機的初始契約，外加127架生產型轟炸機的意向訂貨，計畫在1987年達成初始作戰能力。於是當代飛翼的代表作：B2轟炸機就此誕生。

優缺點

優點

1、飛翼布局是氣動布局一體化設計的最佳布局，通過翼身融合來實現一體化，提高氣動效率，增大航程。

2、與常規飛機相比較,飛翼布局取消了平尾、升降舵、垂尾和方向舵等，飛機整體構成一個升力面，極大地提高了飛機的氣動性能，增加了升力。

3、飛翼布局採用高度翼身融合技術，外形光滑,又無外掛等突出物，具有良好的雷達隱身性能 ,軍事套用潛力大。

缺點

1，俯仰不穩定。如果升力中心（壓力中心）與重心不靠近，飛行中機翼會繞橫軸翻轉。飛翼在某一飛行速度下還容易保持穩定，但是一旦飛行進度和姿態變化時，壓力中心移動，就很難說會保持穩定飛行。

2，俯仰操縱的力矩小。因為在平直機翼的飛翼上，一股配平控制的升降舵很靠近重心，所以操縱力臂短，操縱效能也就大大降低了。這就是說，需要增大操縱力臂和作用力來彌補小的力矩。在水平飛行中為很小的配平校準，就要移動升降舵，這樣就增加了所謂配平阻力。

未來發展

民用航空

由於飛翼的先進性，未來將成為民航領域的一支重要力量。如規劃中的波音 797等，波音797機翼機體混合結構有幾大優點，最主要的是“提升比”大大提高達50%，機身重量可減少25%，因此燃油效率比A380提高33%。高強度機體是797機翼機體混合式結構的另一主要優點，它可以減少空氣紊流對機體的壓力，提高燃油燃燒效率，致使797能在滿載1000名乘客的負荷下續航能力16000公里，速度達到0.88馬赫即每小時 935公里。無疑是未來客機強大的競爭者。