为下一代战斗机探路 美研制“神秘”复合材料战斗机
军迷圈
文|兵工科技
图注:Model 401技术验证机,它一方面被用来验证第六代战斗机的部分技术,另一方面它本身的设计,也具有用于隐身对地攻击机的潜力
作为世界航空工业当之无愧的领军者,美国一直扮演着着航空工业技术和概念发展探路者的角色,目前,美国刚刚启动了第六代战斗机的预研和设计计划,大家都想看看美国究竟打算在六代机上采用什么样的新设计和新技术。这不,美国航空巨头之一的诺斯罗普·格鲁曼公司,最近推出了一款名为Model 401的新概念技术验证机,上面就应用了一些新概念和新技术,从它身上,能看出不少六代机的影子。
缩比验证机
Model 401意为产品代号401,是诺格公司内部对于技术验证机的一个工厂编号。该机属于缩比验证机,在探索新一代飞机技术的时候,美国各个航空巨头都会研发出许多这样的缩比验证机平台,对相关技术进行试验和验证。从技术角度看,美国推出的缩比验证机缩比比例都比较大,缩比尺度过小达不到充分采用和验证新技术,以及逼真演示和试验的目的。
Model 401机长11.6米,翼展与机长相同,飞机空重1814.4千克,最大起飞重量3628.7千克,实用升限9144米,最大飞行速度0.6马赫,续航时间3小时。
从布局看,Model 401采用常规布局,翼身融合式下单翼设计,单发、单座,是典型的轻型战斗机布局,安装1台PW公司的JTD-15D-5D型喷气式发动机。据诺格公司透露,该机于2017年10月11日成功进行了首飞。
展示三种下一代战斗机技术
从技术角度看,Model 401主要采用并试验了三种可能应用于下一代战斗机的先进技术。
首先,简洁的隐身外形技术,Model 401采用典型的隐身外形设计,机头是完美的菱形,结构并一直向整个机身延伸,机翼采用中等后掠大展弦比机翼,机翼形状为平行四边形(遵循平行设计原则),不但有利于隐身,而且具有良好的气动效益(升阻比非常高)。Model 401尾部为矩形的V型尾翼,尾翼并非全动,而是通过后端的舵面进行控制。Model 401有意思的一点,是采用了战斗机中非常罕见的背负式进气道,而且进气道、发动机舱和机身后端融合设计的非常好,具有良好的隐身外形。我们知道,对于地面雷达而言,两肋布置或机腹布置的进气道,是一个雷达反射特征非常明显的反射源,对飞机隐身效果破坏极大,将进气道移至飞机上部,对于隐身有明显的好处。从设计来看,Model 401具有良好的隐身外形,隐身效果甚至有可能超过F-35,如果将其气动设计用作对地攻击支援飞机,应该是非常理想的。
其次,据诺格公司宣称,Model 401飞机大量采用复合材料制造,机体大部分结构包括主要承力结构都使用复合材料制成。这一方面能有效降低飞机的空重,提高有效载荷比,另外一方面,可以配合外形隐身设计,进一步提升飞机的隐身能力。
第三,诺格公司希望能够在Model 401上验证其近年来着力发展的低成本飞机制造技术,即采用新的复合材料成型工艺,替代原本的金属飞机结构,一方面大量采用整体结构件,减少零部件数量,降低制造难度和工时,另一方面达到减重和降低成本的目的。
在Model 401上验证过的这三项技术,有很大机会以各种形式和方式,应用在第六代战斗机上。
有望替代美国陆军现役攻击机和无人机
而刨去其验证的技术,就Model 401本身而言,作为一种亚声速设计,强调隐身特别是对地隐身能力的飞机,它很显然是对地攻击机的良好平台,美军近年来一直在纠结是否用“巨嘴鸟”等活塞式轻型攻击机替代A10攻击机,但这些飞机毫无例外都是传统的非隐身飞机,在当前地面防空武器越来越精良的局面下,非隐身攻击机有极大可能沦为防空武器系统的“活靶子”,美军现在在战斗机、无人机领域实现了隐身化,下一代攻击机实现隐身也很有必要。
同时值得注意的是,Model 401一共制造了两架,一架为N401XP,是有人机,另一架N401XD据称则为无人版本,因此诺格公司完全可以在其基础上发展无人攻击机版本,与有人机版本配合作战。
结语
值得一提的是,Model 401非常神秘,诺格公司目前对该机的具体情况缄口不言,甚至连该机是受美国官方哪一家机构委托研制都拒绝对外透露,这与美国一般技术验证机项目的研发惯例大相径庭,这愈发增添了Model 401这款飞机身上的神秘色彩。
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