美國研製斜翼無人機 飛行狀態達2倍音速（組圖）

　　世間凡是能飛的東西，不論是人造的還是天然的，都具備對稱性，否則就難以保持飛行平衡。但是，美軍現在就是要造一種不對稱的斜翼飛行器，而且，這種飛機飛得更快、更遠，油耗更低。一旦成功，這種新式飛機將在未來20年內成為美軍隱形轟炸機的主打機型，並將改寫飛行歷史。

　　數年來，美國軍方都在尋求一種飛機——它能夠在敵方領空外徘徊十幾小時，靜靜地等待命令。一旦接到指令，就立即以超音速直撲目標、瞄準目標、摧毀目標。但是，問題在於，凡是能夠進行長時間亞音速飛行的飛機，都無法勝任超音速飛行，反之亦然。

　　代號「彈簧小折刀」

　　為瞭解決這個長期存在的空氣動力學問題，美國國防部高級研究計畫署(DARPA)近日授予諾斯羅普．格魯曼公司斜翼飛行器研發項目。第一階段合同為期20個月，撥款1030萬美元，要求諾斯羅普．格魯曼公司進行飛行器的初始設計，解決可控性問題。

　　這種飛行器被命名為「彈簧小折刀」(Switchblade)，一種可改變翼掃(機翼相對機身的角度)的無人機，既有很高的低速飛行效率，能執行盤旋監視任務，又能執行超音速打擊任務。

圖為正在投彈的「彈簧小折刀」轟炸機

　　既是偵察機又是轟炸機

　　美國國防部高級研究計畫署要求諾斯羅普．格魯曼公司在2007年11月之前繪製出詳細設計圖，實驗機則在2010年推出。初步概念是在單翼下面安裝引擎、轉軸以及監視設備。這樣的設計使得發動機朝向飛行方向的同時，單翼可以旋轉。

　　美國國防部高級研究計畫署明確指出，概念性斜翼作戰飛機有兩大任務：一是情報、監視與偵察任務，要求該機能攜帶2000千克有效載荷，在18000米高空以亞音速飛行5000海浬；二是轟炸任務，要求該機能攜帶7500千克有效載荷，飛行5000海浬。該機的最大速度為2馬赫。

　　巡航時亞音速轟炸時超音速

　　在巡航狀態下，「彈簧小折刀」展開61米長的單翼(不像普通飛機那樣是雙翼，而是把雙翼從中間接合在一起，組成一塊翼)，像一架普通飛機那樣飛行；但是，當它要突破音障前，它的單翼將旋轉60度，形成一個翼尖前掠、一個翼尖後掠的狀態。這樣的構造重新分配了飛機前部積累的衝擊波，有效降低了超音速狀態下的波阻力，飛機就進入超音速飛行狀態。當「彈簧小折刀」要恢復亞音速飛行時，單翼就再次旋轉，使之恢復和發動機垂直的狀態。

　　2010年進行首飛

　　美國國防部高級研究計畫署稱，假如一切進行順利，1/5比例的「彈簧小折刀」示範模型將於2010年進行首飛，該試驗機翼展約為12米，全比例飛行器預計於2020年投入使用。

　　對於「彈簧小折刀」這種無尾翼變掠角飛機，可控性是主要問題。諾斯羅普．格魯曼公司必須演示該機在改變飛行模式從而大大改變空氣動力特性的時候能夠保持穩定性。

　　「彈簧小折刀」試驗機將最終驗證斜翼飛機計畫是否可行，這個問題自20世紀40年代以來就存在爭議。如果這架超音速試驗機的飛行試驗取得成功，斜翼飛機可能成為美空軍計畫2025年後裝備的、具有高速和長航時飛行能力的下一代隱形轟炸機的候選機型。

由於機翼能像刀片折疊進刀柄裡去一樣轉動，因此「捕食鳥」也被稱為「空中瑞士軍刀」，這個叫法同時還暗指它既是轟炸機又是戰鬥機的多功能性

　　歷史鏡像

　　斜翼飛機真能高速飛行嗎？

　　上個世紀40年代，科學家們認為，不對稱翼飛機，或稱斜翼飛機，是超音速飛行器的最佳形態。

　　但60年過去了，還沒人能造出一架超音速斜翼飛行器。

　　美國航空航天局(NASA)從20世紀70年代開始進行「斜翼研究飛機」(OWRA)和「艾姆斯．代頓-1」(AD-1)飛機計畫，探索了斜翼布局技術，其中後者是由伯特．魯坦飛機工廠設計的。1979年，「宇宙飛船一號」的創建人伯特．魯頓曾為NASA設計了一款可變翼飛機，但是那架飛機的斜翼使它很難飛行——當飛行員拉起飛機頭部的時候，飛機就開始滾向一邊。

　　現在，五角大樓又開始關注斜翼飛機這一構想，NASA就站出來潑冷水，稱斜翼飛行器是難以高速飛行的。

　　斜翼機：耗油低航程遠

　　斜翼機左右兩半翼為一整體，且可繞機身垂樞軸轉動，在原理上它與變後掠翼飛機相似。飛機在起飛、著陸和低速飛行時，機翼與引擎成直角，相當於平直機翼，這時翼展最大，誘導阻力最小，升力係數大，起飛、著陸和低速飛行性能好。飛機以超音速飛行時，機翼可繞樞軸轉動60度，這時，一側機翼前掠，另一側機翼後掠，都可以推遲激波的產生，從而減小阻力，提高升阻比，降低油耗。

　　斜翼機與變後掠翼機的區別是，當左半翼處於後掠位置時，右半翼則前掠。機翼在斜翼位置時，整個飛機橫截面積沿機身軸的分布較後掠翼飛機均勻，近似於流線體，在降低波阻力方面比後掠翼更為有利。

　　斜翼機左右半翼連成一體，簡化了機翼與機身的連接結構，但是固定剛性較差。此外，在斜置位置上左右半翼不對稱，還會由滾軸操縱引起俯仰和偏航運動。

　　早在第二次世界大戰中，德國就對斜翼機方案進行了研究。美國也於上世紀50年代開始斜翼機的理論研究，但正式試制還剛剛開始。

　　斜翼機在結構和氣軸特性方面，都比通常的變後掠翼飛機要優越。它的波阻小、噪音小。與後掠翼或三角飛機比較，它的耗油低、航程遠。

　　「彈簧小折刀」能任意改變飛行狀態的秘密，就在於可轉動的機翼。飛機在起飛、著陸和低速飛行時，機翼與發送機成直角，相當於平直機翼，這時翼展最大，誘導阻力最小，升力係數大，起飛、著陸和低速飛行性能好。飛機以超音速飛行時，機翼可繞樞軸轉動60度，這時，一側機翼前掠，另一側機翼後掠，都可以推遲激波的產生，從而減小阻力，提高升阻比，降低油耗。

　　51區的幽靈：「彈簧大折刀」

　　月黑之夜，一架秘密飛機從內華達空軍基地僻靜的機庫裡滑行出來。當它在跑道上滑跑時，基地的警戒燈暗淡下來。在黑暗籠罩下，這架戰鬥機大小的飛機騰空而起，飛往內利斯轟炸靶場執行訓練任務。

　　這就是傳說中的美軍秘密多功能飛機「捕食鳥」(the Bird of Prey)，它具有獨特的開合式機翼，從而具備了轟炸機和戰鬥機的雙重功能。由於其多功能特性，「彈簧大折刀」被稱為「空中瑞士軍刀」。有消息說，它將取代陳舊的可變翼機F-111機群。

　　這種飛機並不是標準可變翼飛機，它採用了一種獨特的前掠翼裝置。由於機翼能像刀片折疊進刀柄裡去一樣轉動，飛行員們就給這種飛機起了個綽號，叫Switchblade(為了區別於無人機「彈簧小折刀」，我們把這種體型更大的有人駕駛飛機翻譯成「彈簧大折刀」)。

　　「彈簧大折刀」的機翼通過飛機後部正前方的樞軸安裝在機身上。機翼完全展開時，飛機可以慢速飛行，以便投擲精確武器或在未經加固的短跑道上著陸。機翼進一步向前掠時，飛機就變成了一個高度靈活的戰鬥平臺。機翼完全前掠時，後緣變成前緣，整個飛機呈三角形，使飛機能以3馬赫的高速度撤離戰場。

　　「彈簧小折刀」是一款外部構造簡單的無人駕駛飛行器，如圖所示，它就是一部引擎，上面馱著一塊板(單翼)，下面掛著一個艙(偵察器材或小型炸彈)。根據負載不同，「彈簧小折刀」分為偵察機和轟炸機兩種機型，圖為正在投彈的「彈簧小折刀」轟炸機。

　　「彈簧小折刀」的單翼與引擎成直角時，它處於亞音速的巡航狀態，「彈簧小折刀」雖然外部構造簡單，但內設人工智慧電腦，能分析複雜的角度、氣流、波阻力等數據，根據飛行動力學原理，調整機身隨時處在最佳狀態。而且，由於是無人駕駛飛機，不需要考慮飛行員的飲食、休息等問題，「彈簧小折刀」能連續巡航15小時，靜靜地偵察敵情或等待命令。

　　DARPA要求7大特性

　　●非消耗性飛行器，安裝有輪子和可回收著陸架，能夠起飛和著陸；

　　●吸氣式推進系統；

　　●速度快過1.2倍音速；

　　●無尾翼構造，既能進行超音速飛行，也能進行亞音速巡航；

　　●飛行中能變換翼掃(機翼對機身的角度)，最小30度，最大60度；

　　●在最小翼掃情況下，縱橫比大於等於7；

　　●最小翼掃情況下，翼展大於等於12米。