DARPA批准制造采用主动气流控制的X-65飞机 2024-01-09 

  

  美国国防部预先研究计划局(DARPA)与极光飞行科学公司(Aurora Flight Sciences)签订了一份合同,由该公司制造一架名为X-65的全尺寸飞机。它将测试一种新技术,即用主动气流控制(AFC)致动器取代传统的飞行控制面,全面利用喷气进行控制。
  如果你曾经坐在飞机靠近机翼的座位上,你可能会注意到外面有很多活动部件。襟翼、板条、副翼、扰流板都在运动,而在飞机尾部看不见的地方,升降舵和方向舵也在发挥作用。这一切都非常引人注目,但同时也涉及复杂的机械和控制系统协作,以实现这一切。
  美国国防部预先研究计划局(DARPA)希望有朝一日能利用全自动飞行控制系统(AFC)来取代所有这些昂贵而笨重的控制面,用一个简单得多的系统,依靠喷气来完成同样的工作。AFC系统使用安装在机翼下缘的喷嘴阵列,而不是可动控制面。通过从这些喷嘴喷射压缩空气,可以改变附近的气压,并改变翼面上的气流。这样,该系统就能改变飞机的滚转、俯仰和偏航。
  据DARPA称,X-65飞机将采用菱形设计,以获得更大的强度。不过,它不会仅由AFC执行器控制。相反,它将同时拥有AFC系统和传统的机械控制系统。这样设置的目的是确保实验飞机的安全,并为工程师们提供一个可以用来比较两种系统的基线数据。随着测试的进行,机械控制装置将被锁定并有选择性地替换,直到AFC系统完全控制为止。
  X-65 是DARPA“新型效应器控制革命性飞机”(CRANE)计划的一部分,采用模块化设计,可快速改装,无需机组人员操作,重量超过7000磅(3175千克),翼展30英尺(9 米)。在空中飞行时,预计速度可达马赫数0.7左右。这些规格使其类似于军用喷气教练机,这意味着测试数据很容易与现实世界联系起来。
  DARPA表示,极光飞行系统公司已经开始建造X-65,预计将于明年初投入使用。
  如果成功,AFC技术的影响将是巨大的。通过减轻重量和简化系统,工程师们将有可能利用节省下来的成本使机身更轻、更坚固,从而大大改进飞机。也许有一天,这项技术可以从机翼扩展到整个飞机,使飞机被包裹在无摩擦的空气层中,从而大大降低飞行器在空中滑行时的阻力。
  DARPA的CRANE项目经理Richard Wlezien博士说:“能够说我们正在建造一架AFC X飞机,真是令人激动。我于 1999年来到DARPA,参与了一个名为‘微自适应流控制’(MAFC)的项目,该项目帮助开拓了对流体动力学的基础性理解,最终促成了CRANE的诞生。2003年,我在完成MAFC项目后离开了DARPA,现在有机会回来帮助见证早期工作在全尺寸实体飞机上取得成果,这是一生难得的机会。航空航天工程师的生命就是为了见证他们的努力付诸实践。”(航柯