中国的射流飞控研究机实飞了

晨枫

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2月10日南华早报报导，中国空气动力研究院在1月19日的《航空学报》上发表报告，在西北某地成功地试飞了射流飞控的无尾飞翼。也就是说，不用常规的襟翼、副翼等气动控制翼面控制飞行姿态，而是用射流。
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文章中披露的无人机与诺斯罗普X47B非常相像，但是在试飞中，所有可动翼面统统锁定，用射流控制飞行姿态

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采用射流飞控

所谓莱特兄弟发明飞机，实际上是他们发明了可靠的飞行控制方法。在莱特兄弟之前，李连达尔已经实现了可控的飞行，但对横滚姿态的补偿是通过移动身体来补偿的，这当然只可能用于轻小的滑翔机，没有大规模实用前景。莱特兄弟发明了将机翼卷起以产生不对称升力的方法，用于控制横滚。莱特兄弟发明的机翼结构也因此是弹性的，同样只适用于轻型飞机。
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: {1 R: M( q* o寇蒂斯发明了副翼。在机翼后缘增加可动翼面，以产生不对称升力。同样的思路以后延伸到襟翼，用于在低速飞行时产生额外升力。这个方法一直用到今天，大到波音747，小到塞斯纳172，快到F-22、歼-20，慢到安-2，都是这样。
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6 s& D; a: f0 W' L: e* w但可动翼面和必须的作动机构鼓包增加机械复杂性，缝隙影响气动表面的平整，形成阻力，还是隐身的大敌。

. [5 E5 R( c" l% H射流控制用流体力学的方法改变气流流动方向，不需要可动翼面，气动上更加高效，隐身也更好。气动院不是随便弄一架飞机验证射流控制，而是用最强调隐身的无尾飞翼，不是偶然的。
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1 C9 K. @. v" f7 X  \5 @! i不过射流控制不是中国发明的，英国BAe在几年前已经在测试射流控制了，这就是MAGMA研究机。


BAe的MAGMA研究机
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MAGMA有V形尾，但那是备用飞控，主要目的还是用于研究不用尾翼的射流控制技术


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9 X* l! s$ Y+ v9 h' Q6 x9 Q7 k1 IMAGMA已经飞起来了
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BAe的方法是在“海狸尾”的位置让发动机喷流流过一个向下的弧面，弧面上有一个侧向的射流控制喷嘴。在喷嘴不喷气的时候，喷流按照康达效应，吸附在弧面上流动，形成向下的喷流转向，形成抬尾的力；在喷嘴少许喷气的时候，康达效应减弱，喷流转向角度降低，形成水平向后的推离，这是平飞状态；在喷嘴最大喷气的时候，康达效应消失，喷流转向向上，形成压尾的力。MAGMA还有吹气襟翼，用于增升。
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0 _; p7 {5 J3 Y4 E+ G& c流体控制也可以用于推力转向
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BAe的方法是发动机喷流的外流动转向，射流方法也可以用于发动机喷流的内流动转向控制。既可以沿切向注入高速流动，把喷流向壁面吸引（c）；也可以用更加简单粗暴的沿轴向注入高压气流，把主喷流向既定的方向推转（d）。（a）为无偏转喷流，(b）为用导管偏转形成的推力转向，这是当前的主流方法，差别只是如何形成导管的偏转。

气动院的射流控制方法没有更加详细的说明，可能和BAe的方向相似，肯定会有人指责：又是抄袭。
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气动院的突破在于技术成熟度。这是完全取消尾翼的设计，首先说明了气动院对无尾飞翼的设计功力。这也没有什么，诺斯罗普X-47B在2011年2月就首飞了。但气动院将射流控制、无尾飞翼推进到很高的技术成熟度，体现在射流飞控的高压气流引自发动机压气机，而不是单纯为了技术验证而采取的高压气瓶、单独的电动压缩机等实验室性质的临时办法。
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从发动机压气机引出射流气源才是用于实用级全程飞控的，而不仅仅是射流飞控的技术验证。这也有关键技术问题。压气机将空气高度压缩，高压压气机里空气的最后温度可达700-800C。说来好玩，这空气是涡轮的冷却气流。所谓涡轮叶片的气膜冷却，气源就是这里。对于1800C的涡轮来说，700-800C的气流确实是冷却气流了。但对于射流控制来说，温度还是太高了。
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文章提到高温气流的问题，但没有提到如何冷却的问题。这样的工程实施关键是需要保密的。恶魔在于细节，恶魔就在这里，非礼勿视哦。
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/ O+ s7 m6 e; }8 d, L另一个问题是引气管理。从压气机引流是要损失推力的。在起飞、爬升阶段，飞控动作频繁，但不能过度损失推力。这是另一个恶魔，需要按回瓶子里。
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还有一个问题是偏航控制。取代襟副翼的射流控制可以控制俯仰和横滚，但对于偏航还是用不上劲，除非是大幅度的转弯，那是通过横滚加拉起实现的。但如前所述，对发动机喷口的内射流控制可以控制偏航。气动院的文章没有提及是否这样做了，示意图里也没有提及。
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; W8 w/ N% Z& H5 p. S; }! F气动院在文章里提到，射流飞控的响应时间在0.02秒之内，完全达到飞控要求。在试飞中，所有可动翼面全部锁住，从起飞到着陆全程用射流控制。结合前面提到的只有实用级才需要考虑的问题，气动院的成功达到很高的技术成熟度了。这不仅是出论文的成果，还是接近实际型号的成果。当然，实际型号什么时候出来，别心急，该知道的时候就知道了。

被明月兮佩宝璐

不明觉历。

赫然

这个加上，前一阵公布的连续爆震发动机，中国六代机的雏形出现了。。。
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高隐身，高速度，全空域。。。让现有防空体系看不见够不着追不上。。。

" d  k8 f+ I' [2 v1 e: W再加上15到25马赫可工作的空空导弹，全新的空军作战模式开始了。。。

衍生一下，前末端反导，低轨道反卫星。。。都会囊括在新的空战体系里面。。。

这个饼画的比较大。。。就算战略佯攻也是有模有样。。。
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五角大楼又懵逼了。。。这个必须跟呀。。。。没得选。。。。

鳕鱼邪恶

不明。。

一直不太明白一个事情：西北军工相当发达，但对当地的经济带动似乎没什么作用？

鳕鱼邪恶

不明。。

" o# l: k7 b) T: F一直不太明白一个事情：西北军工相当发达，但对当地的经济带动似乎没什么作用？

晨枫

鳕鱼邪恶 发表于 2023-2-10 12:23
不明。。
# H; N. @. C! w& F9 I4 N
6 g& E5 T5 w- X/ ^) g: u9 ?一直不太明白一个事情：西北军工相当发达，但对当地的经济带动似乎没什么作用？ ...

2 t; o/ _: t* b; [5 K  \0 }* K军工科技对地方经济的拉动不是绝对的。深圳没有什么军工院校就是反例。

huma

鳕鱼邪恶 发表于 2023-2-11 02:23
0 P& f. P) _, D4 t不明。。
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一直不太明白一个事情：西北军工相当发达，但对当地的经济带动似乎没什么作用？ ...

这个简单，当地的军工企业一般不和当地的企业政府有任何关系，就是有也不紧密。基本上军工企业都是大而全，有自己的一套系统，就差火葬场了。而且军工企业的子弟一般也不和当地居民子弟一起上学，也很少和当地居民子弟打交道

鳕鱼邪恶

huma 发表于 2023-2-11 06:12
这个简单，当地的军工企业一般不和当地的企业政府有任何关系，就是有也不紧密。基本上军工企业都是大而全 ...

+ X) h5 ?$ E/ N: |军工企业也要有供应链的，不可能啥都在自家的大院里造。
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这些配套的供应链如果在当地，不就有联系了？

tangotango

鳕鱼邪恶 发表于 2023-2-11 02:23
不明。。
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" Q8 u, P, C) m+ Q一直不太明白一个事情：西北军工相当发达，但对当地的经济带动似乎没什么作用？ ...

8 y. G. K/ B; o- A/ }6 [- W; A      举个西安的例子，有几个国有企业厂是专门给军工生产电子元器件的，还不是集成电路是比较老式的低级电子元器件，这么封闭的生产体系当然不可能带动当地的民企，军工技术也无法向民用产品扩散。但是西南的军工大厂就有把不少材料和器件外包给民企生产的，因此有一定的带动作用。最近看到国内新出的自动瞬间变色滑雪镜号称使用航天材料技术生产，希望这种军转民越来越多。

料理鼠王

赫然 发表于 2023-2-11 01:34
. K/ {0 X( ~0 |这个加上，前一阵公布的连续爆震发动机，中国六代机的雏形出现了。。。

高隐身，高速度，全空域。。。让现 ...

这些真实现了，对当前装备完全是降维打击。
. R( m4 T0 m5 j6 X+ j鹰酱再次开始军备竞赛吧，这次是被迫的。

鳕鱼邪恶

tangotango 发表于 2023-2-11 10:03
举个西安的例子，有几个国有企业厂是专门给军工生产电子元器件的，还不是集成电路是比较老式的低级 ...

军用技术转民用，民间也要有人才接得住才行。