評論(0

麥道BIRD OF PREY

標籤: 暫無標籤

2002年10月18日,在波音公司聖路易斯工廠的總部,當大幕徐徐拉開之後,一架外形怪異、神態兇猛的飛機出現在眾多來賓的面前。這架由鬼怪工廠秘密設計、研製和試飛的食肉鳥(Bird of Prey)隱身技術驗證機,在隱姓埋名十年並完成預期驗證任務后 ,對外公開亮相 ,引發了航空技術領域一陣不小的轟動。

1 麥道BIRD OF PREY -簡介

麥道BIRD OF PREY麥道BIRD OF PREY

麥道BIRD OF PREY是美國麥道公司從1992年開始秘密研製的「食肉鳥」(bird of prey)或者稱「捕食鳥」隱身技術驗證機,該機1996年秋季首飛,總共完成了38次試飛。「食肉鳥」翼展約為7米,機長14.3米,機重約3360千克。

2 麥道BIRD OF PREY -性能數據

麥道BIRD OF PREY麥道BIRD OF PREY

產地:美國
製造商:原麥道公司 波音公司
首次試飛:1996年
翼展:7米
機長:14.3米
總重:約3360千克
發動機:一台普-惠公司製造的JT15D-5C渦扇發動機
飛行速度:480千米/小時
最大升限:6100米

3 麥道BIRD OF PREY -研發歷史

麥道BIRD OF PREY麥道BIRD OF PREY

2002年10月18日,在波音公司聖路易斯工廠的總部,當大幕徐徐拉開之後,一架外形怪異、神態兇猛的飛機出現在眾多來賓的面前。這架由鬼怪工廠秘密設計、研製和試飛的食肉鳥(Bird of Prey)隱身技術驗證機,在隱姓埋名十年並完成預期驗證任務后 ,對外公開亮相 ,引發了航空技術領域一陣不小的轟動。對於這樣一個頂級保密項目,美國空軍儘管在此之前沒有公開透露任何與食肉鳥驗證機有關的隻言片語,但不知是疏忽還是有意,90年代後期出現的一枚飛行員臂章引發了眾多的猜測。在這枚罕見的鑽石形臂章上,可以看到兇殘的鷹隼和鋒利的寶劍,不僅顯著標明了BIRD OF PREY的字樣,而且突出暗示了劍柄的形狀。正當人們逐一對號入座時,美國空軍開始感到情況不對,於是將食肉鳥這一名稱轉嫁給一種名為折刀的驗證機,以便達到瞞天過海的目的,而後者至今尚未得到證實。
早在20世紀90年代初,隨著軍事裝備發展預算的日益增加,財大氣粗的美國國防部也逐漸感到捉襟見肘。冷戰結束后,美國宇航局(NASA)和美國空軍極力主張航空航天武器的研製應朝著更快、更好、更便宜的目標發展,因此高性能和低成本成為了新一代軍用飛機的發展方向。1992年,麥道公司在了解到新出台的有關軍用飛機研製和生產的審查標準后,及時地指示鬼怪工廠開始有關驗證項目的研製工作,將高機
動性、全面隱身和精益製造作為發展的重點。
作為麥道公司下屬的一個著名研究和發展機構,鬼怪工廠創建於20世紀50年代末,因負責設計研製和組織生產了著名的F-4鬼怪戰鬥機而得名。直到90年代中期,鬼怪工廠由於過分注重研究一些高度保密的黑計劃而長期以來默默無聞,但也為日後的一鳴驚人打下了良好的基礎。1996年,鬼怪工廠就公開試飛了一架技術獨特的X-36無尾驗證機 ,主要用於研究增強超音速飛機敏捷性的技術,而對於探究全面隱身能力的食肉鳥技術驗證機則隻字未提。
波音公司兼并了麥道公司后,針對鬼怪工廠在設計、研製和生產方面的先進經驗,繼續投入資金支持其從事多個項目的研究與發展。據介紹,食肉鳥驗證機項目從初步研製、首次飛行到完成試驗,整個計劃從1992年一直持續到1999年。為了達到計劃提出的全部目標,兩家公司先後投資6700萬美元。由於食肉鳥驗證機的高度機密,其試飛過程也極力掩人耳目。在內華達州的內利斯空軍基地北部,有一個被稱為51號地區的美國空軍秘密飛行試驗中心,1996年秋天食肉鳥在這裡首次試飛成功。此後,在近四年時間裡,波音公司與美國空軍在這個試驗區的格羅姆干湖上空秘密進行食肉鳥的各項試飛,總共完成了38次飛行試驗,直到1999年底結束。

4 麥道BIRD OF PREY -外形怪異

麥道BIRD OF PREY麥道BIRD OF PREY

出於增強飛機隱身性能的考慮,「鬼怪工廠」必須以最短的時間和最少的費用研製出一架與眾不同的飛機。為此,設計人員在研製過程中不僅充分繼承了YF-23原型機設計的一貫風格,而且在總體布局和系統綜合上獨闢蹊徑,從而研製出一架似曾相識卻又外形怪異的新型飛機。頗為有趣的是該機名稱的來歷。設計初期,一部名為《星際迷航》的電視連續劇風靡美國,參與項目研製的設計人員非常看好劇中科林高(Klingon)人所使用的「食肉鳥」太空飛船,從中汲取了曲折形機翼的設計,最後乾脆將正在研製的驗證機也取名為「食肉鳥」。 與同時研製的X-36驗證機類似,「食肉鳥」也採用了無尾布局設計,從而具備先天的隱身優勢。但明顯不同的是,它沒有前置鴨翼,而是採用了類似鷹隼翅膀的曲折機翼。該機的平面形狀由12條直線組成,扁平升力體機身與曲折形機翼具有先天的隱身優勢,較好地折衷了隱身與氣動、控制之間的矛盾。 
「食肉鳥」驗證機的升力體機身外形類似於一把筆直寶劍,機頭形狀如同尖削的劍鋒,機身尾部也採用了角度更加尖銳和扁平的噴口。機身在飛行過程中將產生大部分升力。全新工藝製造的升力體機身,從機頭延伸到機身的寬邊條,能產生有利的邊條渦來提高機翼升力。從目前公開報道的數據可知,「食肉鳥」機長14.22米、機高2.82米,翼展6.90米,起飛重量3 350千克,最大飛行速度約483千米/小時,最大飛行高度6 100米。  

5 麥道BIRD OF PREY -結構設計

麥道BIRD OF PREY麥道BIRD OF PREY

為了確保無尾布局設計的穩定性,「食肉鳥」驗證機從兩個途徑著手,採用了幾種具體措施。一個途徑是儘力減小機身的偏航靜不穩定性,不僅精心設計了機頭形狀,保證「劍峰」產生對稱、穩定的前體渦,而且在扁平的機尾下表面嵌入一塊尾鰭,可以根據飛行狀態需要來提供偏航力矩。另一個途徑是增加機翼的偏航控制能力,採用由內、外兩段構成的曲折形機翼。其中,機翼內段設計有大面積副翼,可以同步偏轉,還起到升降舵的作用,用於控制滾轉和俯仰;機翼外段設計有翼梢開裂式副翼,可以獨立操縱,根據飛行狀態需要能產生偏航力矩,起到方向舵的作用。 
為了加快研製進度,「鬼怪工廠」並未將重點放在飛控系統軟體上,因此「食肉鳥」的操縱系統全部採用人工控制,沿用了傳統的座艙操縱桿和腳蹬,通過機械連桿來控制各個氣動控制面。同時為降低研製成本,它還直接採用了其它飛機的一些部件,如AV-8B攻擊機的彈射座椅和「空中國王」飛機的起落架。

6 麥道BIRD OF PREY -隱身技術

麥道BIRD OF PREY麥道BIRD OF PREY

細品「食肉鳥」驗證機的外部設計,一個最明顯的特點是「面面」俱到的隱身措施,這也是「鬼怪工廠」設計驗證的一個核心技術。據英國《簡氏國際防務評論》最新報道稱,該機的雷達反射截面積(RCS)估計已經低於到每平方米-70dBsm,從而證實了一種前所未有的隱身假設,即比一隻蚊子的反射面積還要小。這樣一個令人咋舌的結果如果屬實,除了藉助於無尾布局基本設計外,更多地歸功於在「食肉鳥」驗證機的機體表面、進氣道和發動機等方面的周密考慮,從而形成一個異乎尋常的低可探測性整體。最值得引起注意的是該機使用了一種全新隱身途徑。據推測可能是類似變色龍的隱身技術。仔細觀察可以發現,該機在空中和地面、俯視和仰視等各種角度和光線條件下,充分地呈現出與周圍環境相似的顏色,特別是座艙蓋的風擋表面塗有一種能夠有效吸收光線的透明塗層。這種新型隱身技術可以使飛機在白天更有效地融入到空中,滿足美國空軍提出的全面隱身目標。 
其次應該看到的是發揮到極致的傳統隱身技術。「鬼怪工廠」充分利用新工藝和專利技術製造出完全一體化的外部輪廓和表面,有效地減少飛機表面的接縫。例如,大型整體式結構使機身上部與下部合二為一,形成銳利的機身邊緣,是目前為止雷達反射截面積最小的形狀。曲折形機翼可以減少上、下表面產生信號反射,避免雷達從上方或直接從下方探測到飛機。無隙控制表面技術則通過靈活的鉸鏈將常規副翼、翼梢開裂式副翼分別嚴密地嵌入在機翼表面中,從而有效地消除產生雷達信號反射的「熱點」。此外,在機翼上還採用了可控制移動的靈活口蓋。這些口蓋遮住可能引起雷達反射的縫隙,明顯降低了反射截面積,從而大幅度提高隱身性能。 
同時不應忽視的是推進系統的創新隱身設計。或許率先露面的X-45A和X-47A驗證機已經使機背進氣道不足為奇,但這種目前最為隱身的設計卻是「食肉鳥」驗證機的大膽設計和率先應用。淺薄、寬縫的倒V型進氣口位於機身上方,前面的座艙形成凸起,在確保空氣直接進入的情況下,可以有效地遮擋發光縫隙。

7 麥道BIRD OF PREY -相關評論

麥道BIRD OF PREY麥道BIRD OF PREY

麥道公司利用「食肉鳥」計劃來向美國空軍演示「鬼怪工廠」的快速成型技術,以及其在隱身方面的經驗。飛機性能不是一個主要因素。計劃中的三名飛行員中的一位喬·費洛克將「食肉鳥」描述成「飛行狀態良好足以滿足搜集數據需要,但它不是一枚火箭」。隱身是主要目標,能夠在不被發現的情況下作戰使用,不管是目視還是像雷達等的電子感測器。從正面看,低剖面座艙蓋遮擋住通常成為雷達反射熱點的整個進氣道,機頭和機翼大膽地採用65度後掠角可以將任何入射信號反射到遠離雷達接收機的方向。從側面看,下垂的翼尖比常規垂尾更加隱身,滿足總體設計成尖銳稜角的要求。
在80年代里設計的飛機有雷達反射截面積(RCS)的理論尺寸,隱身技術減少大約每平方英寸8/10000的目標。這等同於一個半英寸的金屬球、一隻小鳥或一隻大的臭蟲,在一定的較近距離內仍然能被探測到。可是,最近的技術論文已經談到每平方英寸4/10000000的RCS數目,比一隻蚊子還小。「食肉鳥」的信號特徵非常有可能處於這個範圍內。
但是「食肉鳥」為什麼需要升空呢(=升空的目的是什麼)?如果確實出於隱身目的,無需製造一架試飛的原型機來進行雷達試驗,因為在地面就能進行測試。回答慌稱在多種色調的灰色風格的設計,在進氣道的前面明顯塗有明亮的色調來掩飾,並且在公開儀式上也含糊其詞地提到「特殊的低可觀測性技術」。白色塗層是減少陰影顏色設計的一部分,把飛機形狀引起的陰影減小到最少。由五角大樓高級官員證實的結論:設計「食肉鳥」的目的是實現白天隱身。今天,美國空軍還無法在白天使用目前的隱身飛機F-117戰鬥機和B-2轟炸機。雖然,它們能在白天躲避雷達,但它們的黑色塗層使其很容易被地面觀察者和對方戰鬥機發現。如果飛機飛行,「食肉鳥」的工程師們可能只為了試驗飛機的視覺隱身性能。你無法在地面試驗這些特性,因為在2萬英尺高空的周圍環境是不同的。空氣更加清澈、天空更加昏暗,飛機被來自下部空氣中的灰塵和水汽的光線反射所照亮。
以前的線索已經證實了視覺隱身的有關部件。1995年,也就是在「食肉鳥」開始飛行前一年,一架經過改裝后可以攜帶靈敏的紅外和光學感測器的KC-135加油機實現首飛,這是一架設計用於試驗其它飛機視覺隱身的專門用途飛機。大約在同一時間,一系列的報告暗示「看不見」的原型機正在51號地區試驗。1997年,《大眾科學》的一篇報道指出可能有一架裝有電致發光板的飛機(譯註:以前有技術文章稱B-2採用了這方面的技術),通過計算機控制飛機的亮度與其背景相匹配。

8 麥道BIRD OF PREY -影響

麥道BIRD OF PREYX-45A無人戰鬥機

「食肉鳥」的一些特徵反映到了波音公司研製的X-45A無人戰鬥機的原型機中,該機今年在愛德華茲空軍基地首飛,但這可能還不是故事的全部。參加揭幕儀式的美國空軍參謀長約翰·賈姆珀將軍以及美國空軍部長詹姆斯·羅奇都再三提到,隱身飛機具備白天作戰適用性是一個關鍵,並用這一理由來為洛克希德·馬丁公司製造的F/A-22戰鬥機辯解。(而猛禽在白天並非能視覺隱身,它依靠速度和高度能力可以躲避B-2和F-117所面臨的威脅)。
但是,F/A-22戰鬥機的試驗已經大大推遲進度。「食肉鳥」的露面是美國空軍警告洛克希德·馬丁公司的一種方式,即他們可能通過其它的方式來實現隱身飛機在白天作戰使用,洛克希德·馬丁公司不是不可或缺的,F/A-22項目需要加速前進。這允許波音公司提議一種高度隱身的飛機作為F/A-22的轟炸機派生型FB-22的一種可選擇性方案。
「食肉鳥」正式公開的另一個可能的原因是:一種更大的「鳥」即將誕生。當年,在「海弗蘭」實現首飛后六年,F-117隱身戰鬥機投入生產,細算一下,美國空軍已經有充足時間利用「食肉鳥」的技術來製造一種更大的作戰飛機。是否已經進行?是否會有其它高度隱身的飛機期待張開雙翼?這需要一直到潛在的對手們來推測,並決定是否能讓他們的防空部隊在白天放鬆休息(=放鬆警惕)。問題是他們感到怎樣的運氣?(作者:比爾·斯威特曼,原文在《Popular Science》2002-12 編譯:溫傑)

9 麥道BIRD OF PREY -退役

「捕食鳥成功完成了波音公司和空軍削減開支、提升性能的共同願望。」波音綜合防禦系統空軍部資深負責人喬治·穆爾納說。「這一計劃將成本壓縮置於和質量、性能同等重要的地位,這是我們定義未來航空發展的途徑之一。」在2002年10月18日的展示過後,「捕食鳥」很快退休,被送到俄亥俄州賴特-帕蒂森(Wright-Patterson)空軍基地的博物館里展覽。

10 麥道BIRD OF PREY -視頻地址

http://www.tudou.com/programs/view/W59D4TtTIRA/
上一篇[結晶硅]    下一篇 [優質鋼]

相關評論

同義詞:暫無同義詞