马兰巨鹰的气动布局挺特别

晨枫

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, w% J$ K$ F% a, M& H马兰巨鹰的翼展达到51.8米，只比B-2的52.4米短一丢丢，这可能是世界上最大的无人机。这样巨大的翼展只能是为高空长航时设计的，但机翼的独特后缘引起注意。


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B-2的机翼构型在最初设计时，和现在的B-21一样，在中央菱形的两侧，简单延伸出大展弦比的机翼。但后来增加了低空突防要求，原构型的在低空阵风环境下俯仰控制能力不足，所以中央菱形体的两侧后缘增加了一对额外的菱形体，提供额外的后缘控制面和俯仰控制能力。
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B-21取消低空突防能力，机翼构型回到最初的简洁外形。
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, x, j9 k2 v- H4 s4 q9 o马兰巨鹰似乎是B-2和B-21之间的某种折衷。或者说，是B-21的基础上，采用两段式外翼段，内段弦长较长（机翼较宽），外段弦长缩短（机翼较窄）。
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这是很奇怪的气动布局，前无古人，必然有它的道理。
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/ @+ q2 c9 b/ E0 f隐身的设计原则不复杂：


1 _. `& e) R6 b1、边缘对齐

2、减少反射方向

3、减少突出

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边缘对齐大家都做得到，马兰巨鹰不例外。

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减少反射方向的极致是“四回波”。纯菱形就是“四回波”的典型，还必须是前后左右对称的。每一边的反射有前缘的反射和爬行到后缘的反射，所以菱形的前缘和对称侧后缘的角度必须一样，才能在这个方向上形成重叠的两个回波，一个来自前缘，一个来自后缘。同样道理，另外两边必须对称，才能形成最低数量的四回波。

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$ f  e5 x/ G, j( ]3 F# j+ g简单菱形扩大到直线延伸的外翼段，依然保持四回波。B-2在外翼段和内菱形之间“腋下”增加了一对菱形，可以看做是“长在”内菱形后缘；马兰巨鹰同样在“腋下”增加了一对菱形，只是“长在”外翼段后缘。

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2 g. L* f  v. q; s两者异曲，也不同工。
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7 i6 u& }6 c" m8 M5 C. \B-2的额外菱形是为了增加额外的后缘控制面，增加俯仰控制力。马兰巨鹰的额外菱形可能是为了控制升力中心的位置。
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* I8 T9 ]. j  h' \" t内菱形加外翼段的问题是后掠角很受限。由于对称限制，四回波意味着实际上只有一个角度是设计自由度。这个角度要兼顾气动、电磁的要求。但在气动方面，也是充满了各种折衷和限制。比如说，从减阻出发，需要后掠角大一点。但由于简单直前缘和平行直后缘的关系，翼展大固然升阻比高，但翼尖超过内菱形后端的话，升力中心容易太靠后，造成俯仰稳定性问题，极端情况下根本无法平衡。
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确保翼尖不超过内菱形后端实际上成为翼展的限制。B-2和B-21的翼尖后端与内菱形后端基本平行，就是这样的限制的体现。
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2 a0 c, U  R8 ]2 J& q; Y无尾飞翼的机翼与机身“不成比例”，天生适合特别需要高升力的高空飞行。这里机翼和机身都是比照传统筒体-机翼的说法，，无尾飞翼在概念上就是翼身一体的。但无尾飞翼要最大限度发挥高升阻比，还是需要增大翼展和大展弦比。

& B  d3 x: M" p2 \1 U3 H8 [- O$ k' J一个办法是像X-47B那样，外翼段不再从内菱形直线延伸，而是降低后掠角，以便在增大翼展的同时，依然不会造成翼尖延伸到内菱形后端的问题。


/ M$ O; H& ?# r5 V2 F7 m( E' v这样做的代价是不再做得到“四回波”，最低限度是“八回波”，因为内菱形左右前缘与左右后缘的角度不同，前后缘造成的回波不再重叠。回波方向越多，可探测的方向越多，隐身损失越大。所以这样的“梭镖”形中央体的隐身不如B-21那样的“四回波”。
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不过X-47B的隐身修形相当考究。机翼翼尖切去前后角，降低翼尖涡流阻力和颤振问题，但前切角与内菱形的同侧前缘平行，后切角与内翼段对称侧的后缘平行，依然做到边缘对齐。


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9 D2 U: J& s; ~- H' v类似的设计中国也在试飞，翼展也很大，达到41.8米。X-47B的翼展只有18.9米。
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& O) P) `+ `  [! q' S另一个办法就是马兰巨鹰这样。增加的内翼段面积使得升力分布向内、向前移动，与翼展延长、翼尖超过内菱形后端造成的升力中心后移对冲，依然不至于造成升力中心过度靠后的问题，而且依然保持了“四回波”。结构重量的增加应该大大低于B-2的做法，代价是比B-21那样的简单菱形和X-47B那样的“梭镖”形增加了突出。但估计起来，这样做的隐身代价很可以接受，升阻比则由于很大的翼展和外翼段展弦比而很高。

不知道的是加大弦长的内翼段是否也加厚了，那样可以增加翼内油箱容量，增加起飞重量和航程。



+ s8 u: F4 m) u2 k7 }马兰巨鹰是双发的重型无人机，但菱形体中央不像B-2那样肥厚，估计以战略侦察为主。作为轰炸机，内部容积不够。

很期待看到更多清晰图片，才能真正看清雄姿。