第三屆創(chuàng)新杯飛行器設(shè)計(jì)大賽獲獎(jiǎng)作品(部分)

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神舟Ⅱ”深空探測器 　　宇宙浩瀚無垠，無數(shù)神秘蘊(yùn)藏其中。自古至今人類都在探索其奧秘,。從地球進(jìn)入太空，從太空中了解我們自己的居住的家園，利用太空資源為我們?nèi)祟惙��?wù),，探索宇宙中其他星球的手段就是“神舟”第Ⅱ代深空探測器。
3 R/ i' y2 q8 l% S　　結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：
$ B. o1 H* w3 C- R! F3 g* F) j　　“神舟Ⅱ”深空探測器是一種碟型超高速太空飛行器,，它實(shí)現(xiàn)了輕小型,，低功耗，是未來人類進(jìn)行深空探測,、太空移民的首選工具,。它在外形設(shè)計(jì)上類似碟子，使其穩(wěn)定性,、強(qiáng)度達(dá)到最佳,。探測器的內(nèi)部為機(jī)艙，用于承載工作所需的設(shè)備以及折疊后的螺旋槳。底部設(shè)有倉門,，打開后可以將設(shè)備探出或向下投放某些東西,，支架隱于內(nèi)部，著路時(shí)可伸出,。內(nèi)部也十分舒適,，有極其奢華的座艙、餐廳,，甚至還會有娛樂場所,，飛行器內(nèi)的噪音將被控制在最小范圍內(nèi)，可提供適于人類星際移徙和長期居住的場所,。此外,，它在空間結(jié)構(gòu)上高度對稱，使其安全性更佳,，外側(cè)有三個(gè)射電望遠(yuǎn)鏡適于太空觀測,，頂部有半徑為1000米的太陽能電池板為探測器提供能量來源，最底部有8臺對稱的改進(jìn)型直線感應(yīng)電動(dòng)機(jī)作為探測器的動(dòng)力裝置,。
　　性能特點(diǎn)：
0 D9 z' e3 T3 M( r$ `9 K　　1.垂直起降
' A; L& Y7 Q7 N: ~* S　　探測器垂直起降采用改進(jìn)型直線感應(yīng)電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力,，進(jìn)行垂直起降，使其充分利用地球和外星球的環(huán)境,，避免采用航天飛機(jī)所使用的巨型燃料箱,，降落時(shí)占地面積小，機(jī)動(dòng)靈活,。
& U: l. Q6 c1 P& E; K& w  Y  v　　2. 太陽能電池板
8 K# k2 k, C( d1 z: R* Y/ ]　　太陽能電池板采用半徑為1000m,密度為0.1g/㎡的太陽帆,，太陽帆是一種在硬質(zhì)塑料上的超薄金屬帆。當(dāng)光照射在其上時(shí),，利用光壓產(chǎn)生很小的加速度,，其作用與風(fēng)力推動(dòng)帆船相似，故稱為“光帆”,。光帆沒有質(zhì)量消耗,，全靠太陽光壓產(chǎn)生推力。
　　3.動(dòng)力來源
　　“神舟Ⅱ”深空探測器將采用改進(jìn)型直線感應(yīng)電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力裝置,，解決了直線感應(yīng)電動(dòng)機(jī)不能達(dá)到超高速度而存在的軌道短,，邊端效應(yīng)，電刷金屬在超高速運(yùn)行過程中熔化等問題,。其整體外殼由鈦錳合金板成型,，內(nèi)層復(fù)合鋁合金蜂窩網(wǎng)格填充物復(fù)合板，倉內(nèi)全封閉蜂窩結(jié)構(gòu),，使用液壓螺旋慣能立式磁浮交流發(fā)電機(jī)提供電力能源,，可完成在地球大氣壓環(huán)境和宇宙太空真空環(huán)境的三維空間定位飛行并可達(dá)到光電磁波速度運(yùn)行,。
% m2 W* }; n+ I9 V1 J8 c/ P. h8 t　　功用介紹：
　　1.深空探測
9 Z7 z5 @* t' X　　月球探測只是深空探測活動(dòng)的第一步，對行星和行星際探測是人類對未知宇宙空間以及自身演化過程探索的必然延伸,�,！吧裰邰颉鄙羁仗綔y器解決了深空探測所需要的高技術(shù)，包括適應(yīng)長期深空巡航飛行的自主導(dǎo)航與控制技術(shù)和成熟的推進(jìn)技術(shù),。它具有很高的運(yùn)輸?shù)臋C(jī)動(dòng)性,，取樣和返回技術(shù)，并配備了高級科學(xué)儀器和新一代的電源系統(tǒng),，具有改進(jìn)型通信系統(tǒng)和很強(qiáng)的可操作性,。
% e# P# K7 @. l$ `　　2.飛行器可往返地球與外星球做空天飛行
$ j" V7 ^) z* Z3 d　　由于飛行器的裝有多功能組合發(fā)動(dòng)機(jī)，具有很強(qiáng)的推力,，使飛行器具備往返地球與外星球做空天飛行的能力,，而且能離地面任何高度作長時(shí)間空中停留，實(shí)現(xiàn)載人,，作為天地往返的運(yùn)輸器,，為人類進(jìn)行太空探索提供理想工具。
2 `* z& J+ _- O　　3.通信系統(tǒng)
* @! D2 m/ z9 G8 [( i$ ~　　“神舟Ⅱ”深空探測器實(shí)現(xiàn)了大時(shí)延的測控通信,，測控通信系統(tǒng)采用較大口徑的高增益天線(直徑大于1m)用于遠(yuǎn)距離的數(shù)據(jù)傳輸,，還可作為臨時(shí)通信進(jìn)行信號傳遞，將中繼設(shè)備裝載于此探測器中,，充當(dāng)通信中繼,。
　　4.其他功能
) m2 d3 B+ |" r7 ?: R　　“神舟Ⅱ”深空探測器攜帶太空實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行眾多的科學(xué)與技術(shù)實(shí)驗(yàn)，在載人的同時(shí)能夠承載相當(dāng)多的貨物,，能夠在太空釋放航天器,，能夠從太空回收航天器，能夠在太空對出現(xiàn)故障的航天器進(jìn)行維修,，能夠進(jìn)行大型太空結(jié)構(gòu)的組裝,。

[ 本帖最后由 天思 于 2008-12-23 14:24 編輯 ]

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風(fēng)之旅者”飛行器 　　“風(fēng)之旅者”飛行器能像風(fēng)一樣飄往世界各地，可以降落在高山深谷,，飄泊在湖泊海洋,，到夢想的地方去旅游、居住,，它有大有小,，大者可容納千余人,，小的可供家庭使用。
　　飛行器有氦氣囊,，氦氣比空氣輕實(shí)現(xiàn)飛行器在空中漂浮,，且氦氣的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，很難發(fā)生事故,。
- M7 p1 U& c' \4 T! t$ M- ?  L　　中間是雙層住宅,，其功能與地面普通家庭住房或賓館并無兩樣，人們在住宅內(nèi)可盡情享受生活,。根據(jù)飛行器大小還可設(shè)置健身房,、酒吧等享受型消費(fèi)場所。
+ i$ z% Z! j) p　　住宅區(qū)上面是生態(tài)制氧植物園,，通過植物實(shí)現(xiàn)二氧化碳轉(zhuǎn)變?yōu)檠鯕�,，�?shí)現(xiàn)蔬菜自給，美化居住環(huán)境,。水箱儲備生活灌溉用水,，循環(huán)使用。
　　飛行器上表面及住房玻璃全部是太陽能板,，吸收太陽能轉(zhuǎn)化為電能并儲存,，飛行器所需大部分甚至全部能源來自太陽能。飛行器內(nèi)有高能蓄電池,，供飛行動(dòng)力和生活用電,。
; f* M% s1 m; t4 {2 E- J2 R　　兩臺螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)作為飛行動(dòng)力，可以繞發(fā)動(dòng)機(jī)支架360度旋轉(zhuǎn),，實(shí)現(xiàn)飛行器前進(jìn),、轉(zhuǎn)向、升降等操縱,。

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　　“破繭”柔性翼兩棲飛行器是一款仿生折疊翼的小型撲翼機(jī),，適用于低空的中低速飛行，可用于的休閑觀光,，環(huán)境監(jiān)測,，航拍、航模等不同的領(lǐng)域,。
2 T/ n) {5 c+ ^+ J1 F! a　　撲翼飛行器是人類最古老的夢想之一,，就是能夠肩插雙翅像鳥一樣在天空自由飛翔。與傳統(tǒng)的固定翼和旋翼飛行器相比,，撲翼飛行器的主要特點(diǎn)是,，將升力,、懸停、推進(jìn),、控制功能全面集成于撲翼系統(tǒng)中,，可以用很少的能量進(jìn)行遠(yuǎn)距離飛行，同時(shí)具有高效率,、高機(jī)動(dòng)性,、低噪音、無須專用起飛著陸場地等,。
　　同時(shí),，科學(xué)家對眾多的撲翼飛行的生物研究中發(fā)現(xiàn)，蝙蝠在飛行過程中翼的扇動(dòng)與翼的柔韌性及彈性配合得天衣無縫,，堪稱是世界上最離奇,、最完美的運(yùn)動(dòng)。蝙蝠在飛行過程中身體旋轉(zhuǎn)180度所需距離只有其翼展長度的一半,。同時(shí),，與其它動(dòng)物相比，蝙蝠翼展面積之大還有效保證了它在飛行過程中只需消耗極少的能量就能夠產(chǎn)生理想的上升力,。盡管其它鳥類和昆蟲在飛行過程中都會有翅膀的翻轉(zhuǎn)和折疊現(xiàn)象,，但與之相比蝙蝠在飛行過程中翼的活動(dòng)控制更為自如。
　　“破繭”柔性翼兩棲飛行器正是基于蝙蝠飛行原理的小型兩棲撲翼機(jī),。
　　設(shè)計(jì)創(chuàng)新點(diǎn)：
　　1.仿生造型：仿生翼龍和蝙蝠的翅膀構(gòu)造,，且折疊機(jī)翼瞬間打開時(shí)如同飛蛾破繭而出，一飛沖天,，這也是名字的由來,。流線型的造型有較好的空氣動(dòng)力學(xué)性能，具有速度感,。
' ]7 r+ d7 [8 A/ h' T　　2.輕質(zhì)材料：彈性的鈦合金骨架蒙以太陽能聚合物透明薄膜構(gòu)成的機(jī)翼,，如同昆蟲的翅膀一般輕盈柔韌。隨著科學(xué)界對復(fù)合結(jié)構(gòu),、輕盈智能型材料,、能量生產(chǎn)和儲存等領(lǐng)域的研究，機(jī)翼材料可以由超薄太陽能電池組成的“皮膚”代替,。
' X% Z& j# P* W! ?6 V+ K) b' @　　3.節(jié)能環(huán)保：撲翼飛行,，消耗能量少，機(jī)動(dòng)性高,；使用氫氧燃料電池,，綠色能源,，減少對環(huán)境的污染,。
3 ~  r; Q3 A% N3 `; D　　4.折疊機(jī)翼：充分地折疊機(jī)翼，減少了陸地行駛時(shí)的阻力,，節(jié)約了更加便捷,，更好地實(shí)現(xiàn)兩棲,。
　　5.垂直/短距起降：無須專用起降場地，在起飛著陸場地有限的情況下可撲翼垂直起降,。

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X-獵手”無人機(jī) 　　——“X-獵手”無人機(jī)的設(shè)計(jì)思路
  t# J' [% z# o　　一,、 設(shè)計(jì)前言
7 V* |! M. m- ?. D: L( ~6 y　�,。㈤L空一號＂作為我國獨(dú)立研制的第一種多用途噴氣式無人機(jī)，開創(chuàng)了一個(gè)先例,，奠定我國無人機(jī)發(fā)展的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ),。而作為“長空一號“技術(shù)骨干的我國無人機(jī)專家趙煦曾經(jīng)說過：“在2050年左右，無人作戰(zhàn)飛機(jī)將非常廣泛地應(yīng)用于各國部隊(duì),，并有取代有人駕駛飛機(jī)的趨勢,。”
& ]% c6 ^+ l; ~* T' A; i8 X7 H& ]　　鑒于無人機(jī)在我國軍事發(fā)展中的重要性,，以及自己平時(shí)對我國無人機(jī)的關(guān)注,，這次飛行器大賽，我拿出的作品是一種新型的多功能無人機(jī)“X-獵手”,，并且提供了兩種不同的設(shè)想,。希望通過這次比賽能展望未來無人機(jī)的發(fā)展方向，探討我國無人機(jī)的先進(jìn)技術(shù),，為祖國填磚加瓦,。
- P0 V5 P; n5 |! F  O$ Q' l: X+ t　　“X-獵手1”效果圖
　　“X-獵手2”效果圖
　　二、設(shè)計(jì)說明
2 d* b2 A" a  T; B　　1.設(shè)計(jì)定位:
　　“X-獵手”系列的兩款多功能無人機(jī)是為了增強(qiáng)我國的空軍實(shí)力孕育而生的,，它不僅具有偵察機(jī)的功能,，可以用于完成戰(zhàn)場偵察和監(jiān)視、定位校射,、毀傷評估,、電子戰(zhàn)等；也可民用,，如邊境巡邏,、核輻射探測、航空攝影,、航空探礦,、災(zāi)情監(jiān)視、交通巡邏,、治安監(jiān)控等,。
' ^9 }- q; n0 q  ?  v　　北京時(shí)間2008年5月12日14時(shí)28分04秒,，我國四川汶川發(fā)生了8.0級的地震，造成了無數(shù)的傷亡,。2008年5月31日下午,，51歲的羌族飛行員邱光華在駕機(jī)執(zhí)行任務(wù)返回途中，在映秀鎮(zhèn)附近不幸失事,。試想,，如果派的是無人機(jī)來執(zhí)行這個(gè)任務(wù)的話，可能悲劇就不會發(fā)生,，控制者可以在監(jiān)控室里觀察災(zāi)區(qū)的每一個(gè)氣象變化,，從而有效采取相應(yīng)對策來順利完成救援和運(yùn)送任務(wù)，同時(shí)也可以大大提高地震監(jiān)測,，災(zāi)情監(jiān)視等任務(wù)的工作效率,，降低人員的傷亡率。
　　由此可見,，現(xiàn)在的無人機(jī)應(yīng)當(dāng)是多功能的,，而不僅僅體現(xiàn)在軍事作戰(zhàn)方面。
/ f0 {4 S. u9 P5 ?) e) x　　2.設(shè)計(jì)靈感：
) b: }+ W, ?7 o9 H5 d% @　　正當(dāng)我為無人機(jī)的設(shè)計(jì)冥思苦想的時(shí)候,，我從網(wǎng)上無意中看到一篇關(guān)于拉丁26個(gè)字母由來的文章,，對于文章中所描述的字母演變深深吸引。對于字母“X”,它是這樣敘述的：字母“X”是“S” 演變來的, 初期形式與“S”不分,，后來西部希臘人將其改為斜十字形 ,，才最后確定下來。
　　而正是拉丁字母的這種演變賦予了我設(shè)計(jì)“X-獵手”的靈感,，我決定將字母“X”的造型融入到無人機(jī)的設(shè)計(jì)中,。仔細(xì)觀察“X”的造型，我們發(fā)現(xiàn)它顯得很穩(wěn)固,，往四周各加一條邊就成了四個(gè)同頂點(diǎn)的三角形,，科學(xué)表明三角形有穩(wěn)定性 ，由此可見將機(jī)身和機(jī)翼完全融合為一個(gè)“三角形”,，這種結(jié)構(gòu)牢固可靠,，即使高速狀態(tài)下也一樣能保持穩(wěn)定。
　　3.細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)：
　　a.發(fā)動(dòng)機(jī)及輪子
　　簡要說明：
　　1.采用采用氫燃料渦輪螺旋槳發(fā)電發(fā)動(dòng)機(jī),，使用電能驅(qū)動(dòng)螺旋槳,，低耗低噪。渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)(Turboprop Engines),，渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)原理大致上與使用活塞發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力來源的傳統(tǒng)螺旋槳飛機(jī)雷同,，是以螺旋槳旋轉(zhuǎn)時(shí)所產(chǎn)生的力量來作為飛機(jī)前進(jìn)的推進(jìn)力。
　　2.發(fā)動(dòng)機(jī)可圍繞機(jī)翼進(jìn)行360度的旋轉(zhuǎn)，從而使“X-獵手”無人機(jī)的機(jī)動(dòng)性大大增強(qiáng),。
+ M) E5 s  ^& y8 z8 Q  O: u　　b. 雷達(dá)裝置
2 N  M" H  k6 p　　簡要說明：
　　1.雷達(dá)通過底座的一系列支架固定與機(jī)身上,，支架的鏤空設(shè)計(jì)可以一定程度上減輕飛機(jī)的重量。
- h0 _# c5 ?) U2 a% H　　2. 雷達(dá)的優(yōu)點(diǎn)是白天黑夜均能探測遠(yuǎn)距離的目標(biāo),，且不受霧,、云和雨的阻擋，具有全天候,、全天時(shí)的特點(diǎn)，并有一定的穿透能力,。在這里,，它不僅作為軍事上必不可少的電子裝備，還具有氣象預(yù)報(bào),、資源探測,、環(huán)境監(jiān)測、洪水監(jiān)測,、地質(zhì)調(diào)查等作用,。
　　c. “X-獵手2”中的探照燈及攝像機(jī)
4 C- p: ?* f! }9 x- r* t3 v7 o7 M* E　　簡要說明：
& M9 ?8 G$ Z" Y$ `　　利用相應(yīng)的設(shè)備能進(jìn)行探照功能，并且還能將所觀察到的信息通過安裝在機(jī)上的發(fā)報(bào)裝置,，反饋回地面,。
9 v* K. u5 C. `2 [9 s; Z　　d. “X-獵手1”中的螺旋槳
　　簡要說明：
* L9 K5 _6 A" ?7 N$ t0 M　　強(qiáng)有力的螺旋槳可以極大的提升飛機(jī)的機(jī)動(dòng)性，使得“X-獵手1”的運(yùn)輸能力大大增強(qiáng),。
　　e. 導(dǎo)彈
　　簡要說明：
　　有三種方案鎖定敵機(jī)：(依情況而定)
　　1.紅外制導(dǎo).........美國響尾蛇,俄羅斯R73,以色列怪蛇,中國PL-9C
2 u4 J7 f3 o: j) {9 `8 l+ R　　2.雷達(dá)主動(dòng)制導(dǎo)..........美國AIM120,俄羅斯R77,中國SD-10
　　3.雷達(dá)半主動(dòng)制導(dǎo)........美國麻雀,俄羅斯R27
( R7 H0 @, \7 }0 H　　f.表面涂裝
　　1.機(jī)身整體采用迷彩涂裝,，能利用顏色色塊使飛機(jī)形體融匯于背景色中。
0 C8 ~/ Q2 Y# H& `" i  |　　2.等離子體包裹機(jī)身后部不僅可以對雷達(dá)完全隱身,，還可以借助等離子氣體減少機(jī)身和空氣的摩擦提高飛行速度,。
　　4.飛機(jī)大致數(shù)據(jù)
　　三視圖
　　“X-獵手1”
　　“X-獵手2”
, v" m+ b% q9 i0 m7 }　　動(dòng)力裝置：
% f  x- B( t# i8 m3 k* k　　發(fā)動(dòng)機(jī)：4臺新型渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)；
　　最大加力推力：2 x 100 千牛,；
5 y" D5 w4 Q1 f8 J; z6 Q　　最大軍用推力：2 x 80 千牛,；
　　發(fā)動(dòng)機(jī)推重比：11：1 (初步)；
: @! K  L( ]7 ^' g" q　　“X-獵手1”
　　尺寸：
0 R+ Z& `9 J- k# {: i& O4 R& U　　機(jī)長：9米,；
　　翼展：16 米,；
- n* Q3 Y1 C$ D0 q5 e7 @　　機(jī)高：6m；
# E: R0 W9 G& g1 u& {  n　　“X-獵手2”
　　尺寸：
: p2 {+ c: O. Q6 u3 j) E1 N　　機(jī)長：9 米,；
+ e8 D! N, R9 q. A　　翼展：16 米,；
　　機(jī)高：4m；
　　武器：
　　可裝載我國現(xiàn)行和未來研制的各種空空,、空地,、空艦、反輻射導(dǎo)彈，以及各種常規(guī)炸彈,、精確制導(dǎo)炸彈甚至核彈,。
　　補(bǔ)充：
; N1 ]) N) F8 O5 ]) K/ f  w+ R$ f8 w　　1.造型上采用飛翼式設(shè)計(jì)，機(jī)翼機(jī)身融合技術(shù),；
　　2.采用氫燃料發(fā)電發(fā)動(dòng)機(jī),，使用電能驅(qū)動(dòng)螺旋槳，低耗低噪,；
　　3.在機(jī)翼上可裝太陽能電池板,，在高空巡航時(shí)充分利用太陽能，轉(zhuǎn)化為自身耗電裝置的能源來源,，甚至為螺旋槳提供能量,，延長巡航時(shí)間，實(shí)踐飛行器耗能設(shè)計(jì)的可持續(xù)發(fā)展思想,；
　　4.還可設(shè)計(jì)抗風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)回收的裝置,，即：當(dāng)飛機(jī)遇險(xiǎn)失事、行將墜毀時(shí),，可以通過自動(dòng)控制裝置將機(jī)載的數(shù)據(jù)黑匣子彈射出去,，通過降落傘安全著陸，失事的黑匣子自行向衛(wèi)星發(fā)出隱蔽信號,，將自己定位,，等待回收。
& Z' t1 {* m* {9 t! Z  I0 N　　5.不同環(huán)境下飛行
, e4 i9 U/ B4 z　　注： 由于篇幅所只舉了“X-獵手1”飛行場景,。
( Y* l' [' {# n　　三.未來前景
　　“X-獵手”大致性能如上,，具有相當(dāng)超前的設(shè)計(jì)。雖然有些技術(shù)還有待實(shí)現(xiàn)但是我想相信終有一天 “X-獵手”無人機(jī)會在天空飛翔,。
: `  ]9 U2 Y) Y. k8 R　　我國無人機(jī)事業(yè)還處在研究之中,，本設(shè)計(jì)方案的無人機(jī)不僅有一定的軍用前景，在民用或科研領(lǐng)域則有更大的發(fā)揮空間,。長航時(shí)的設(shè)計(jì)使飛行較經(jīng)濟(jì),，發(fā)動(dòng)機(jī)由氫燃料發(fā)電機(jī)和電機(jī)組合構(gòu)成，可拆分維護(hù)更換,，經(jīng)濟(jì)性好,。我國地域較大，有許多的地方等待人們的研究和勘探,，需要有先進(jìn)的有效率的勘探偵察工具,。此外，“X-獵手”在自然災(zāi)害的預(yù)測以及救災(zāi)方面也能發(fā)揮舉足輕重的作用,，通過其反饋的信息,，控制者可以在監(jiān)控室里觀察災(zāi)區(qū)的每一個(gè)氣象變化,，從而有效采取相應(yīng)對策來順利完成救援和運(yùn)送任務(wù)，同時(shí)也可以大大提高地震監(jiān)測,，災(zāi)情監(jiān)視等任務(wù)的工作效率,，降低人員的傷亡率。

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“雨燕”無人機(jī)　　無人機(jī)在現(xiàn)在的戰(zhàn)爭中發(fā)揮著越來越重要的作用，它可以輕易高效的對敵情進(jìn)行偵查,，和進(jìn)行打擊,，而不會造成己方人員的傷亡，是一種十分有力的武器,。
3 Q: w: Z- P, Y* n! w! O* w　　我設(shè)計(jì)的“雨燕”無人機(jī)是對雨燕進(jìn)行仿生設(shè)計(jì),，既可以進(jìn)行高空的盤旋進(jìn)行偵查，也可以對目標(biāo)進(jìn)行精確打擊,。
　　“雨燕”整體采用鴨式布局配合推力矢量控制系統(tǒng)。機(jī)翼分為兩部分,，靠近機(jī)身的部分是前掠翼,，遠(yuǎn)離機(jī)身的部分是變后掠翼�,？拷鼨C(jī)身的前掠翼可以發(fā)揮前掠翼的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢,，可以保障機(jī)身與機(jī)翼之間更好的連接，并合理的分配機(jī)翼和前起落翼所承受的壓力,。前掠翼的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),，還可使飛機(jī)的內(nèi)容積增大，為設(shè)置內(nèi)部武器艙創(chuàng)造了條件,，同時(shí)也大大提高了飛機(jī)的隱身性能,。
　　完全展開時(shí)
, V5 c% X3 e4 ]　　結(jié)合遠(yuǎn)離機(jī)身部分的可變后掠翼可以滿足不同發(fā)高度，速度飛行和起降對機(jī)翼的要求,。
& L+ T$ i* O2 E' K　　在起降和巡航的時(shí)候,，可變后掠翼機(jī)翼在平直的位置，結(jié)合前掠翼,，減少對跑道長度的要求,；當(dāng)對目標(biāo)進(jìn)行攻擊的時(shí)候，機(jī)翼后斜,，發(fā)揮前掠翼的優(yōu)勢,，提高飛機(jī)低速飛行的時(shí)候的可控性，對目標(biāo)進(jìn)行精確打擊,，并可以迅速的進(jìn)入和撤離戰(zhàn)場

天思

　　“赤宵”——亞軌道殲擊轟炸機(jī)
　　“赤宵”為劉邦之劍，乃中國十大寶劍之一,，它寒光逼人,、刃如霜雪。本戰(zhàn)機(jī)取其名預(yù)示著它的鋒芒戰(zhàn)斗力,。本人為一武器迷,，經(jīng)常關(guān)注當(dāng)今國內(nèi)外的飛行器發(fā)展動(dòng)態(tài)，今依托此次飛行器設(shè)計(jì)大賽表達(dá)個(gè)人對未來飛行器的想法,。
　　一,、設(shè)計(jì)背景及定位
　　從激光武器攻擊近地衛(wèi)星等技術(shù)的日漸成熟，我們可以預(yù)見未來的空戰(zhàn)可能發(fā)生在近地軌道甚至為太空,。遠(yuǎn)程的戰(zhàn)略轟炸在亞軌道或空天區(qū)域?qū)�會更快��,，減少地面雷達(dá)探測，提高戰(zhàn)機(jī)被地空導(dǎo)彈襲擊的難度,。中國目前國產(chǎn)的具有一定航程兼?zhèn)錃灀裟芰Φ霓Z炸機(jī)只有“飛豹” ,，但它畢竟是上世紀(jì)70年代的產(chǎn)品，雖改進(jìn)型成出不斷,，但其氣動(dòng)布局,、隱身性能和發(fā)動(dòng)機(jī)等各項(xiàng)指數(shù)已不及現(xiàn)代先進(jìn)戰(zhàn)機(jī)，所以中國要建設(shè)三位一體的核威懾力量,，具有一定突防和精確的遠(yuǎn)程轟炸能力的戰(zhàn)機(jī)必不可少,，本殲擊轟炸機(jī)的設(shè)計(jì)定位為亞軌道超音速遠(yuǎn)程隱身殲擊轟炸機(jī)，兼具一定的全天域殲擊格斗能力,。作為未來30～60年空軍的主力機(jī)型,。
　　二、技術(shù)特點(diǎn)
; G- x8 T! Z1 X5 l　　1,、可變前掠無級調(diào)節(jié)鴨翼
　　可變無級調(diào)節(jié)鴨翼的特點(diǎn)是鴨翼可根據(jù)氣動(dòng)及飛行狀態(tài)需要由計(jì)算機(jī)控制無級調(diào)節(jié)(兩個(gè)自由度),，實(shí)現(xiàn)近距遠(yuǎn)距耦合。
　　A,、該飛機(jī)鴨翼收回時(shí),，鴨面與機(jī)頭邊條、機(jī)翼為一整體,，形成小展弦比大后掠角三角機(jī)翼,，在遠(yuǎn)程高速平飛推進(jìn)時(shí)，對機(jī)動(dòng)性能要求不高,，可采用此布局狀態(tài),，它解決了鴨面伸出時(shí)的隱身性能不足，同時(shí)整體為小展弦比三角翼面,，阻力小速度更快,，翼身融合(BWB)和發(fā)動(dòng)機(jī)等一體化設(shè)計(jì)使其隱身性能更加卓越,。
　　B、在飛機(jī)起降時(shí),，鴨翼伸展,，形成近距耦合，利用鴨翼的脫體渦對主翼形成有利干擾,，增加整機(jī)升力,，減少低速時(shí)的靜不穩(wěn)定性。
　　C,、起飛后,，鴨翼前掠，遠(yuǎn)距鴨面搭配三角機(jī)翼,，在跨音速和超音速飛行時(shí)有較高的升阻比特征,，減小配平阻力以及較大的升力線斜率。前掠的鴨翼可以增加機(jī)翼的臨界馬赫數(shù),，減少跨聲速時(shí)激波阻力劇增,，超音速飛行性能更佳。(見圖1)
　　D,、在小迎角或亞音速情況下,，鴨翼對戰(zhàn)機(jī)的阻力相對增大，所以在此狀態(tài)下可適當(dāng)收回鴨翼,。
　　(圖1：前掠遠(yuǎn)距鴨翼)
　　計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制調(diào)節(jié)鴨翼設(shè)想：
3 H2 W/ b! a7 @5 v! z　　計(jì)算機(jī)分析飛行性能參數(shù)，發(fā)送指令調(diào)節(jié)鴨翼面布局,，計(jì)算機(jī)再次分析飛行性能的改變,，最后調(diào)節(jié)鴨翼到最適當(dāng)位置。這是在起飛后有做機(jī)動(dòng)時(shí)的自動(dòng)控制,，而在起飛或穩(wěn)定高速平飛時(shí),，計(jì)算機(jī)可選擇采用通用鴨翼位置布局。(見圖2)
5 J( z# I9 S0 s* h　　同時(shí),，也可人為操作鴨翼的布局位置,。
　　可行性分析：
　　要實(shí)現(xiàn)前掠鴨翼的無級調(diào)節(jié)，最關(guān)鍵在于超高強(qiáng)度復(fù)合材料和高性能計(jì)算機(jī)的發(fā)展,，再者就是機(jī)械強(qiáng)度,、加工工藝的提高。在超音速飛行時(shí),，鴨翼面過載很大,，在很大過載下實(shí)現(xiàn)前掠調(diào)節(jié)對材料的要求很高，內(nèi)部的機(jī)械裝置也需要特殊的加工處理,，要求有穩(wěn)定的電傳裝置以調(diào)節(jié)鴨翼,。需要有臺高性能計(jì)算機(jī),，能快速讀取飛行性能參數(shù)變化，發(fā)送指令調(diào)節(jié)鴨翼,。
9 l7 C" g% ^. L8 @% D4 D& _　　2,、隱身性能
5 a7 L3 k% j8 t4 k' V5 [3 Z　　A、翼身融合及發(fā)動(dòng)機(jī)噴口
　　本戰(zhàn)機(jī)采用翼身融合體BWB,，發(fā)動(dòng)機(jī)等突出圓柱體設(shè)計(jì)于機(jī)體上方,，避免了雷達(dá)波的直接照射。發(fā)動(dòng)機(jī)的噴口設(shè)計(jì)為矩形噴口,，以增大噴口周長和表面積,，提高燃?xì)饫鋮s速度，同時(shí)加裝了尾氣冷卻裝置以降低紅外特征,。
　　B,、視覺隱身技術(shù)
　　過去轟炸機(jī)在深入敵后轟炸地面目標(biāo)時(shí)，常降低高度以鎖定目標(biāo)提高命中率,，但它只能在夜間出行,，所以，采用這項(xiàng)視覺隱身技術(shù),，地面目測難以觀察到飛機(jī),，降低了低空投彈時(shí)被高炮擊中的幾率。
+ C& w, h% n, r　　視覺隱身技術(shù)原理設(shè)想：機(jī)底涂裝新型材料本人稱之為“表面等離子聚集可顯示圖象材料”,，它的表面附著等離子體,，具有如液晶顯示屏的顯示圖象功能。機(jī)頂裝有球形攝像頭,，把位于飛機(jī)上方的采集圖象時(shí)時(shí)“投影”于底部涂裝材料上,，地面目測機(jī)體與周邊天空環(huán)境融為一體，達(dá)到視覺隱身目的,。(見圖3)
; ^/ ?7 i* @$ A8 `　　(圖3)
" P9 k2 _9 S3 B  k' l2 T  J　　地面人員仰視位置即使不是機(jī)體正下方,，利用球形攝像頭也能實(shí)現(xiàn)其效果，目視所見的機(jī)腹位置所顯示圖象為該曲面法線與球形攝像頭連線延長線對應(yīng)處的景象,。(見圖4)
: p# U  p, R$ M8 a- C* O% g( U: W　　(圖4)
　　可行性分析：
　　國內(nèi)外對視覺隱身技術(shù)近幾年有很大的突破,，國外某些藝術(shù)家在其衣服涂上與人體背后相同的圖形顏色等，人體與背景就融為一體,，這就是“靜止的視覺隱身”,。(見右圖)
2 N  f' V/ E5 C( R　　為達(dá)到“動(dòng)隱身”，關(guān)鍵的技術(shù)是能發(fā)明出特殊的材料,。 2004年,，日本東京大學(xué)教授推出了一款寬大外衣，人們只需穿上這件外衣,，就可以讓人“難以辨認(rèn)”,。這件隱身衣是由回射性物質(zhì)構(gòu)成,，具體的做法是在整個(gè)衣服上涂上了一層回射性物質(zhì)，衣服上還裝配了照相機(jī),。 原理是將衣服后面的場景由攝影機(jī)拍攝下來,，然后將圖像轉(zhuǎn)換到衣服前面的放映機(jī)上，再將影像投射到由特殊材料制成的衣料上,。(見左圖)
　　在飛機(jī)表面實(shí)現(xiàn)這項(xiàng)技術(shù),，必須能夠使堅(jiān)硬的金屬表面也融入“回射性物質(zhì)”。等離子用于隱身目前取得重大突破,，所以如果能借鑒等離子的原理,，在機(jī)腹表面時(shí)時(shí)散發(fā)出特殊的等離子體，由等離子構(gòu)成不同的圖象形式,，正如液晶屏幕原理,，那將可以時(shí)時(shí)“顯示”上方攝像頭所拍攝的影響，達(dá)到“動(dòng)隱身”,。
) G* P) o3 p% c( j5 i　　C,、無垂尾設(shè)計(jì)
　　本戰(zhàn)機(jī)采用了矢量發(fā)動(dòng)機(jī)，它的側(cè)向機(jī)動(dòng)可以由矢量發(fā)動(dòng)機(jī)配合副翼的測向滾動(dòng)來實(shí)現(xiàn),，所以采用了無垂尾的設(shè)計(jì),，最大程度地降低了雷達(dá)反射面， 同時(shí)有利于超音速巡航,。
　　D,、S型進(jìn)氣道
2 Q9 K" `% q- T# Q4 k) T# c　　戰(zhàn)機(jī)的進(jìn)氣道安置“百葉窗簾”式水平隔柵，內(nèi)部進(jìn)氣道為S型設(shè)計(jì),，避免雷達(dá)波的直接照射反射,。(見圖5)
　　E、隱身涂裝
3 H2 ~" d! o* u% R& u8 q　　采用等離子等吸波新涂料降低機(jī)體的RCS值,。
　　3、發(fā)動(dòng)機(jī)
　　由于該飛機(jī)在亞軌道飛行,，空氣稀薄,，氧含量較低，所以發(fā)動(dòng)機(jī)采用兩臺帶矢量噴口的超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)配合液氧助燃裝置,。其推重比達(dá)到20,，最大連續(xù)推力200千牛，最大加力推力達(dá)到280千牛,，使戰(zhàn)機(jī)亞軌道最大巡航速度達(dá)到6馬赫,，最大平飛速度為8馬赫。
　　亞軌道上層空間氧氣含量少,，所以在兩發(fā)動(dòng)機(jī)中部攜帶液氧裝置,，當(dāng)助燃不足時(shí),，裝置往左右兩邊發(fā)動(dòng)機(jī)補(bǔ)充高純度氧，其燃燒效率更高,。(見圖示5)
　　(圖5)
　　4,、武器系統(tǒng)
( M! z; V5 G- E/ r3 D( I* j: Q　　A、激光技術(shù)應(yīng)用于空天區(qū)域比導(dǎo)彈更有優(yōu)勢,，所以本戰(zhàn)機(jī)在亞軌道上掛裝激光發(fā)射器用于攻擊近地軌道衛(wèi)星可以減少由地基發(fā)射激光在大氣中的能量消耗,，而且提高了其命中率，激光器由電力做能源,，而電力則由發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)提供,。激光武器另外的作用是致盲敵方飛行員和燒毀武器或機(jī)載設(shè)備的光學(xué)元件。激光的射程可達(dá)150千米,，超過了多數(shù)遠(yuǎn)程空空導(dǎo)彈的發(fā)射距離,，且激光的速度比導(dǎo)彈要快的多，可以先于對手發(fā)起攻擊,。
　　B,、“赤宵”的彈艙位于機(jī)腹兩側(cè)內(nèi)部，可載國產(chǎn)空空格斗,、空艦導(dǎo)彈和精確制導(dǎo)炸彈等,。
　　5、操作系統(tǒng)及導(dǎo)航系統(tǒng)：光子計(jì)算機(jī)配合GPS/INS組合導(dǎo)航系統(tǒng)
　　6,、雷達(dá)：AESA——有源主動(dòng)相控陣?yán)走_(dá)
  _/ R9 f& D8 \# F0 G" U　　7,、座艙設(shè)置：前后2名，前位操控航行,，后位操控攻擊,。
　　三、技術(shù)參數(shù)
' U  p4 y4 h, D" V$ \3 C. P　　1,、尺寸參數(shù)
　　全長：22.23m
1 O& f+ f' K& |1 r5 q　　翼展：13.07m
　　全高：4.55m
2 B+ x$ D# u! b, n* [　　(見下圖)
　　2,、性能參數(shù)
0 y" D9 A# R$ K# K0 R3 q$ P　　動(dòng)力裝置：2臺超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)，加力推力：2x280千牛
　　空重：20,000 千克,；
　　最大起飛重量：45,000 千克,；
　　正常起飛重量：32,000 千克；
　　最大著陸重量：28,000 千克,；
　　機(jī)內(nèi)油箱載油：12,000千克
　　最大載彈量：13,000 千克,；
　　起飛滑跑距離：510米
　　著陸滑跑距離 ：950米(不用減速傘)
1 k% T& k! `7 L. O　　高空最大平飛速度：8 馬赫；
　　實(shí)用升限：80,，000 米,；
　　最大迎角：180度；
　　作戰(zhàn)半徑：3000 千米；
* \/ q/ r) V/ F$ t8 g9 L% r! ]　　轉(zhuǎn)場航程：7000 千米,；
' k8 B6 l$ B1 k+ x% f　　限制過載 ：9+/-3g

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自由騎士個(gè)人飛行器 　　隨著飛行器普及,，個(gè)人飛行器必然是未來發(fā)展方向,。輕巧，靈活的低空,，低速飛行器將是個(gè)人飛行器的發(fā)展方向,。本設(shè)計(jì)就是抓住了這一設(shè)計(jì)點(diǎn)，力圖設(shè)計(jì)一款輕巧,，靈活,，自由的低空，低速飛行器,。它將是人們代替步行的上班工具,，也是將來引領(lǐng)潮流的個(gè)性時(shí)尚品。
* `7 v9 _% j  U1 F7 G　　騎姿飛行是這款飛行器的一大亮點(diǎn),，由于本飛行器輕巧,，低空，低速的特點(diǎn),。因此滿足了人們以騎姿進(jìn)行飛行的目的,。使用者在駕駛次飛行器時(shí)猶如在駕駛一輛空中摩托。
　　騎姿飛行的安全性問題,，為了防止使用者從飛行器上跌落下來,。一、使用者在駕駛飛行器前將穿戴上專門設(shè)計(jì)的手套和鞋子,。這雙手套,、鞋子將分別和飛行器上的手把、腳踏的自鎖裝置鎖緊,，這樣人與飛行器之間就有了四個(gè)可控制的固定連接點(diǎn),。二、如果使用者想取消固定連接點(diǎn),，比如說想讓左手與手把分離,，讓左手自由活動(dòng)，只要將左手向外側(cè)旋轉(zhuǎn)45度即可,。三,、為了安全,，使用者不能同時(shí)取消兩個(gè)以上固定連接點(diǎn),，并且不能同時(shí)取消身體同側(cè)的連接點(diǎn)。四,、此手套和鞋子相當(dāng)于飛行器的鑰匙開關(guān),，如果他們沒有與飛行器連接,，飛行將無法發(fā)動(dòng)，這樣防止了使用者沒穿戴手套和鞋子就上機(jī)飛行,。
/ b$ k. q, O8 V: R/ z3 h9 i　　關(guān)于飛行器的多引擎問題和可折疊機(jī)翼問題在展圖中已有說明(本飛行器機(jī)翼幾乎不提供升力),。
　　這也是一款仿生設(shè)計(jì)，飛行器的飛行時(shí)似一只展翅飛行的鴻鵠,，折疊存放時(shí)又似一只傲立枝頭的鷹,。

天思

　　海岸潛行者——“海燕”兩棲變翼飛機(jī)
: w+ h$ L6 Z  T  K　　一,、設(shè)計(jì)背景與設(shè)計(jì)創(chuàng)意
　　1.1設(shè)計(jì)背景
　　“海燕”兩棲變翼飛機(jī)的設(shè)計(jì)概念是根據(jù)現(xiàn)在地效飛機(jī)和兩棲飛機(jī)發(fā)展?fàn)顩r設(shè)定的。地效飛行升阻比高,，具有很好的承載能力和經(jīng)濟(jì)性,。
! K2 @! S8 B+ ^( C: R9 N3 O1 W7 l　　地效飛行器的用途十分廣泛，完全可以勝任如特種作戰(zhàn),、兩棲登陸,、海空反潛,、實(shí)地偵察等等軍事任務(wù),。地效飛行器的經(jīng)濟(jì)性、安全性,、適航性,、隱蔽性等特性將使其在未來的飛行器發(fā)展中占據(jù)重要位置。
# @) |" h4 T- @　　然而地效飛機(jī)往往都針對地效飛行時(shí)的空氣動(dòng)力設(shè)計(jì)氣動(dòng)布局,，不能或僅僅能夠短暫進(jìn)入低空,，脫離地面效應(yīng)進(jìn)行巡航，這在一定程度上約束了地效飛行器的適用范圍,，但較之兩棲飛機(jī),，它則沒有這種煩惱。兩棲飛機(jī)可以從水面滑翔起飛,，進(jìn)入地空飛行,。不過兩棲飛機(jī)并不能借助地效進(jìn)行巡航，它只是設(shè)置浮力裝置,，利用水面進(jìn)行起降而已,。
　　1.2設(shè)計(jì)創(chuàng)意
% B5 N: \7 U) W　　“海燕”兩棲變翼飛機(jī)是一種可以在水面或陸地起降，既可以進(jìn)行地效飛行也具有低空巡航能力的可變后掠翼兩棲飛機(jī),。這一概念試圖綜合地效飛機(jī)和兩棲飛機(jī)各自的優(yōu)點(diǎn),，彌補(bǔ)兩者的不足，達(dá)到功能的最大化。
( C- ?1 P0 ~- p0 t　　“海燕”兩棲變翼飛機(jī)的外形設(shè)計(jì),，借鑒了自然中的一些生物的形態(tài),。自然形態(tài)經(jīng)過優(yōu)勝劣汰法則的篩選，不僅和諧美觀,、動(dòng)感十足,，而且比例科學(xué)、功能完善,。
- p. p% [& ~7 V$ x' j% H& O　　二,、效果展示與設(shè)計(jì)參數(shù)
- p" n% i& M0 n: O# w) J+ K/ Z　　2.1三維視圖
　　圖2.2 飛行假想圖之二
) A7 ?4 g) x+ S  ]$ W　　2.2“海燕”性能參數(shù)
2 e6 t. O# w7 [8 `8 C3 k/ h　　翼展：10m(后掠90°）30m(后掠15°）
) n/ k" J1 U  c3 m& E　　機(jī)長：15m機(jī)高：6m
　　——————————————————————————————————
　　最大起飛重量：15t最大負(fù)載：6t
8 S; `) I$ E+ Z# v, }　　最大燃料：3t乘員：15-20人
( z5 ]( s9 x! s* L5 S　　——————————————————————————————————
- U8 u% y$ _1 n7 t5 }# d/ H8 F, M* p　　巡航速度：200-350km/h(地效)300-450km/h(低空飛行)
　　失速：100km/h(地效)150km/h(低空)
　　極速：500km/h
+ D' P3 K# @( q, L% \　　——————————————————————————————————
　　地效飛行高度：3m-8m海平面爬升率：300m/分
　　——————————————————————————————————
8 N( E# o& `5 W; v6 \　　實(shí)用升限：5000m轉(zhuǎn)場半徑：約3000km
2 E1 C4 ?: S/ y+ M% q　　三、“海燕”的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)與說明
0 H! c4 E1 Z+ S0 h4 T) b$ c　　3.1機(jī)體設(shè)計(jì)
  [! E* B/ C& i  O　　“海燕” 主體采用仿生造型,，機(jī)身前部寬大,，采用前三點(diǎn)式收放起落架，可以在平靜水面或陸地降落,。機(jī)身,、主翼、浮筒等結(jié)構(gòu)融合為一個(gè)整體升力面,，可以提高運(yùn)載效率,。尾部縱向加長，是為了提高機(jī)身水平面縱向上的穩(wěn)定性,，同時(shí)為尾翼的機(jī)動(dòng)提供足夠的力距,。
　　整體結(jié)構(gòu)采用大量高強(qiáng)度復(fù)合材料，使飛機(jī)在具有很好的彈性強(qiáng)度的同時(shí)減輕重量,，提高運(yùn)載能力,。為應(yīng)對飛機(jī)地效、低空突防時(shí)可能遭遇的惡劣條件,，機(jī)身下部分與浮筒采用具有形狀記憶功能的材料制造,，使飛機(jī)受到輕微撞擊表面變形后，能自行恢復(fù),。
　　3.2機(jī)翼設(shè)計(jì)
- `& c' M8 @9 X+ h　　“海燕”的主翼為水平下單翼,，主翼浮筒外側(cè)設(shè)置有變后掠翼，其后掠角變化范圍是15°-90°,，后掠90°可進(jìn)行地效巡航或停泊,，在地效飛行過程中變翼逐漸展開，提高展弦比,，增加升力,，最終使飛機(jī)能夠爬升到5000米的高度巡航。當(dāng)飛機(jī)停泊水面時(shí)可變后掠翼浮于水面之上,�,？勺兒舐痈币聿捎脧椥暂p質(zhì)材料制造,。在地效、低空高速飛行遭遇氣流湍流時(shí),，副翼具有一定彈性變形能力，緩和瞬時(shí)過載,，增加機(jī)體穩(wěn)定性,。
0 q4 V) s' |2 @, L　　尾翼為高平尾，脫離主翼安定面氣流擾動(dòng),，以保證地效飛行時(shí)尾翼的氣動(dòng)性能,。上端平尾翼寬度較小，為全動(dòng)式設(shè)計(jì),。尾翼整體形態(tài)纖細(xì)活潑,，參照了變掠翼的造型特點(diǎn)，同時(shí)也具有仿生形態(tài)的意味,，視覺上比較美觀,。
　　3.3動(dòng)力配備
/ h  ~- E# D" g$ ~　　3.3.1發(fā)動(dòng)機(jī)
　　采用兩臺高效能小型渦槳發(fā)動(dòng)機(jī),安裝在機(jī)身中上部，可以在地效飛行時(shí)起到保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)的作用,。機(jī)身尾部可加裝兩節(jié)助推火箭,，以用于提高突防速度、水平面快速爬升,、陸地短距起飛等,。
　　3.3.2進(jìn)、排氣道設(shè)計(jì)
% m% d$ @& k: [& a6 t4 u  ~' L% O  A　　進(jìn)氣道——帶有可調(diào)進(jìn)氣錐結(jié)構(gòu),，可以改變進(jìn)氣道截面大小,，調(diào)節(jié)進(jìn)氣量和壓縮比。
　　排氣道——具有廢氣冷卻功能,，具有雙層冷空氣導(dǎo)流涵道,，把渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)熱廢氣與冷空氣混合，減小發(fā)動(dòng)機(jī)的紅外特征,。
1 G' P3 M; |  \! D. `  }　　四,、“海燕”前景與展望
　　在未來的交通運(yùn)輸中，高性能兩棲飛行器的重要性不可忽視,，“海燕”兩棲變翼飛機(jī)的設(shè)計(jì)概念應(yīng)運(yùn)而生,。可以預(yù)見到,，在不遠(yuǎn)的未來,，對于如同海岸巡邏、海事救援,、領(lǐng)海突發(fā)事件處理,、特種登陸作戰(zhàn),、低空突防與實(shí)施傘降等任務(wù)，“海燕”兩棲變翼飛機(jī)將是一個(gè)不錯(cuò)的解決方案,。

天思

“隱形殺手”戰(zhàn)略轟炸機(jī)　　有人曾經(jīng)預(yù)言：“屬于轟炸機(jī)的日子已經(jīng)一去不返,，未來的地地導(dǎo)彈,、戰(zhàn)斗轟炸機(jī)等新一代武器將完全取代其價(jià)值和位置�,！钡�我要說這種思想是荒謬的,、可笑的，戰(zhàn)略轟炸機(jī)作為三位一體核戰(zhàn)略的一個(gè)重要組成部分,，其重要的戰(zhàn)略意義和超強(qiáng)的載彈量是其他武器所無法取代的,。尤其是彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)和超遠(yuǎn)程激光武器的出現(xiàn)，將為彈道導(dǎo)彈的時(shí)代劃上句號,，此時(shí)可以使用遠(yuǎn)程巡航導(dǎo)彈進(jìn)行防區(qū)外攻擊的戰(zhàn)略轟炸機(jī)將重放光芒,。為了替換服役多年的轟六戰(zhàn)機(jī)，筆者和合作者設(shè)計(jì)了新一代的隱身戰(zhàn)略轟炸機(jī)——“隱形殺手”,。
1 y1 r$ X  g1 ^; I- ]　　作為新一代戰(zhàn)略轟炸機(jī),，“Night Ghost”的主要任務(wù)是遠(yuǎn)程戰(zhàn)略轟炸和進(jìn)行核威懾，為達(dá)到這一目的,，“Night Ghost”集眾家之所長吸收了所有成熟的,、先進(jìn)的技術(shù)，同時(shí)運(yùn)用了一系列的新概念,、新想法,。所以“Night Ghost”擁有無可匹敵的攻擊能力和全身而退的自我保護(hù)能力。
　　性能全面透視：
　�,、咫[身性：“Night Ghost”的隱身性能首先來自它的外形,，“Night Ghost”的整體外形光滑毫無“折皺”，不易反射雷達(dá)波,；為了隱身的需要,，“Night Ghost”的進(jìn)氣口上置，可讓入射進(jìn)來的雷達(dá)波經(jīng)多次反射后自然衰減,，發(fā)動(dòng)機(jī)的噴嘴則深置于機(jī)翼之內(nèi),，也成蜂巢狀，使雷達(dá)波能進(jìn)不能出,；“Night Ghost”的武器倉和武器掛架全部埋入到了平滑的機(jī)身之下,，從而避免了雷達(dá)波的反射。針對未來太空偵察衛(wèi)星的紅外探測儀“Night Ghost”在紅外隱身能力方面進(jìn)行很大的改進(jìn),，巨大的進(jìn)氣口吸入的空氣中相當(dāng)大的一部分不經(jīng)過發(fā)動(dòng)機(jī)高溫燃燒而是直接與燃?xì)饣旌弦越档蛧姎獾募t外輻射,。
　�,、娉�低空機(jī)動(dòng)：“Night Ghost”極其重視超低空機(jī)動(dòng)能力。它的氣動(dòng)布局具有隱身性,，但不是以犧牲機(jī)動(dòng)性能為代價(jià)的,，所以“Night Ghost”的機(jī)動(dòng)能力也是十分優(yōu)秀的。
　　1.“Night Ghost”轟炸機(jī)的前翼設(shè)計(jì)十分獨(dú)特,，它可以以翼根處為轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)75°,，當(dāng)前翼完全展開時(shí)形成前掠翼，這為飛機(jī)提供了較大的升力,，而更重要的是其巨大的控制面極大的提升了飛機(jī)低空飛行時(shí)的機(jī)動(dòng)性能。
　　2.“Night Ghost”的氣動(dòng)布局極適合超低空機(jī)動(dòng)飛行,，它繼承了以前戰(zhàn)機(jī)的優(yōu)點(diǎn),，并將進(jìn)氣道下置、彈艙內(nèi)置,、噴氣口上置以此來優(yōu)化整機(jī)的氣動(dòng)布局,。翼身的完美融合再加上獨(dú)特的鴨翼布局極大的提高了其低空機(jī)動(dòng)能力。
　　3.“Night Ghost”的主翼分為兩段,，內(nèi)段為固定式,，擁有巨大的機(jī)翼面積，使飛機(jī)有較小的翼載,，提高了“Night Ghost”的機(jī)動(dòng)性和靈活性,。外段機(jī)翼的后掠角和機(jī)翼面積都可以調(diào)整，該部分機(jī)翼的蒙皮具有優(yōu)良的機(jī)械性能和變形能力,，其內(nèi)部包裹著的活動(dòng)“骨架”則在計(jì)算機(jī)控制下隨時(shí)活動(dòng)以改變后掠角和機(jī)翼面積,。這種活動(dòng)機(jī)翼的應(yīng)用極大的提高了飛機(jī)超低空飛行時(shí)的控制能力。
　�,、绺咚傩裕骸癗ight Ghost”作為高速隱身轟炸機(jī),，其高速性能是其他轟炸機(jī)不能比的�,！癗ight Ghost”以新型渦輪——沖壓一體的發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力,，此發(fā)動(dòng)機(jī)為未來最先進(jìn)的發(fā)動(dòng)機(jī)，擁有很高的推重比,，極適應(yīng)高速飛行,。它為“Night Ghost”提供了充足的動(dòng)力使飛機(jī)能以高超音速巡航。另外當(dāng)“Night Ghost”的前翼向前完全折疊時(shí),，前翼與前部的小鴨翼整合成超大后掠角的后掠翼,，這極大的減少了飛機(jī)高速飛行時(shí)的阻力。
　�,、柽h(yuǎn)程,、大載彈量：“Night Ghost”的進(jìn)氣道上置使巨大的機(jī)腹擁有充足的空間來安裝兩個(gè)巨大型彈倉,。每個(gè)彈倉內(nèi)都有一個(gè)旋轉(zhuǎn)的發(fā)射裝置，它可以安置5枚射程3000KM的巡航導(dǎo)彈或大量普通炸彈和精確制導(dǎo)彈藥,。雖然“Night Ghost”在體型上并不算是超大型轟炸機(jī),，但其強(qiáng)勁的發(fā)動(dòng)機(jī)和優(yōu)良的氣動(dòng)布局使它有20噸以上的載彈能力；另一方面“Night Ghost”的巨大機(jī)翼內(nèi)可以容納大量的燃料,，發(fā)動(dòng)機(jī)在渦輪與沖壓兩種模式共同工作的情況下?lián)碛袠O高的燃料利用率,，再加上超低阻力的外形設(shè)計(jì)，使飛機(jī)在不加油時(shí)有近萬里的航程,，如果配合加油機(jī)“Night Ghost”的作戰(zhàn)半徑將更加巨大,。
( Q: X8 T" o- {4 a% \2 y  z. r　　㈤強(qiáng)大的武器系統(tǒng)：“Night Ghost”的武器系統(tǒng)十分先進(jìn),。它主要以遠(yuǎn)程巡航導(dǎo)彈為武器,，在進(jìn)入敵人防區(qū)之前進(jìn)行超遠(yuǎn)程精確攻擊；也可以使用精確制導(dǎo)炸彈進(jìn)行轟炸,�,！癗ight Ghost”也很重視常規(guī)轟炸能力，因?yàn)槲磥泶髧�之間直接爆發(fā)戰(zhàn)爭的可能性很小,，地區(qū)沖突,、反恐怖作戰(zhàn)發(fā)生的可能性卻很大，此時(shí)常規(guī)轟炸是必不可少的,。
　　未來戰(zhàn)爭是高科技的戰(zhàn)爭,，武器技術(shù)會在戰(zhàn)爭中快速更新，所以只憑單一技術(shù)領(lǐng)先而忽略戰(zhàn)術(shù)靈活性的武器必將在戰(zhàn)爭中被迅速淘汰,，因此“Night Ghost”極重視戰(zhàn)術(shù)的靈活性和多樣性,。
　　⑴高空高速突防：
2 g# r7 Z& }7 j　　在高靈敏度的有源相控陣?yán)走_(dá)等新一代雷達(dá)相繼投入使用的現(xiàn)代戰(zhàn)爭中,，轟炸機(jī)的單獨(dú)作戰(zhàn)已經(jīng)變得日趨困難,，當(dāng)前的模式是己方部隊(duì)先用攻擊機(jī)、電子干擾機(jī),、反輻射導(dǎo)彈等對敵防空系統(tǒng)進(jìn)行全面壓制后轟炸機(jī)才進(jìn)入敵方領(lǐng)空執(zhí)行轟炸任,。但“Night Ghost”憑借其優(yōu)良的隱身性能在高空以高速突破敵人的防空系統(tǒng)，在目標(biāo)進(jìn)入進(jìn)入攻擊范圍以后迅速攻擊,。這種戰(zhàn)術(shù)只能適應(yīng)如今的戰(zhàn)場,，并不會適應(yīng)未來戰(zhàn)爭的需要，但是它在未來戰(zhàn)爭中仍占有著一席之地,。
　�,、瞥�低空超高速突防��
! R' ?9 h1 c: j% K　　在未來戰(zhàn)場特別是兩個(gè)強(qiáng)國的對決中，雙方都擁有強(qiáng)大的科技實(shí)力,，可以快速破解敵人的武器技術(shù),，隱身與反隱身將如同矛與盾的爭斗,，即使最新的隱身技術(shù)也將在戰(zhàn)爭之中被迅速破解。因此決不可以迷信這一技術(shù),。在未來陸,、海、空,、天組成的四維戰(zhàn)場中,，被發(fā)現(xiàn)的高空高速飛行的戰(zhàn)機(jī)勢必難逃遠(yuǎn)程防空導(dǎo)彈、超高速戰(zhàn)機(jī),、射程數(shù)千公里的激光武器甚至太空武器的聯(lián)合打擊,。當(dāng)高空高速之門被封死之時(shí)，超低空超高速突防便成為解決這一切的方法,�,！癗ight Ghost”極重視超低空作戰(zhàn)，在設(shè)計(jì)之時(shí)便把超低空機(jī)動(dòng)性能作為最重要的設(shè)計(jì)指標(biāo),�,！癗ight Ghost”擁有先進(jìn)的地形匹配系統(tǒng)及導(dǎo)航系統(tǒng),，同時(shí)機(jī)載計(jì)算機(jī)內(nèi)存儲著精度極高的三維地形模型,，可以根據(jù)機(jī)載雷達(dá)所測得的數(shù)據(jù)確定自己的位置，并根據(jù)地形模型在超低空自動(dòng)駕駛或輔助控制,。所以其能利用地形的掩護(hù)在敵人雷達(dá)的盲點(diǎn)中以十幾米到幾十米的超低空高速突破敵方的防空系統(tǒng),，對敵進(jìn)行出其不意的攻擊。
. C8 j1 `7 o# l- l( m9 `8 s7 o& Z　　基本參數(shù)：
% r: S9 k+ h1 x1 C! g% V　　尺寸：
/ B' T- j3 a) |4 q9 [+ R; ~4 }& @1 J　　作戰(zhàn)半徑：4000km——5000km
* |2 a  O0 E" ^( J8 C. s　　最大載彈量：25噸
8 d  R' P$ U$ |' W　　最遠(yuǎn)航程：10000 km
　　彈倉：可容納長度小于9 m,，彈徑(不計(jì)彈翼)小于0.7 m的導(dǎo)彈10枚,。
, l, W! A9 G2 l7 f( U8 H5 J3 j) m　　外掛架：可掛載大量彈藥。
　　正常武器配置：3000km射程巡航導(dǎo)彈×10(可攜帶核彈頭)或1500公斤級精確制導(dǎo)炸彈×10,。
　　動(dòng)力裝置：渦輪——沖壓一體發(fā)動(dòng)機(jī)×2,。
　　最高速度：約5馬赫。

天思

分體式高速經(jīng)濟(jì)型飛行器 　　分體式高速經(jīng)濟(jì)型飛行器
% C0 a# n* I/ C; Y" L, d　　目前飛機(jī)存在兩個(gè)問題：第一是高速性能與低速性能受氣動(dòng)外形影響不能兼顧。第二是能源消耗很大,。模塊化飛機(jī)可以解決這些問題,。
; M% X2 g( j. U! \8 }  L2 Z  y  T　　它分為三部分：第一部分是承載主要大負(fù)荷的主飛行器，第二部分是幫助起飛降落的飛翼機(jī),，第三部分是磁懸浮軌道以及軌道車,。
　　主飛行器主要用于高速巡航，故它的布局采用典型的切尖三角翼布局,。由于展弦比低,，這種外形有效地降低了風(fēng)阻并延遲了激波的產(chǎn)生,，從而可以實(shí)現(xiàn)超音速飛行。飛機(jī)采用變循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī),，以保障超音速巡航性能,。尾部采用環(huán)形翼，發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道的激波打在環(huán)翼下表面,，形成局部乘波構(gòu)型,，在高速下可以產(chǎn)生較大升力，同時(shí)有利于提高機(jī)體橫向穩(wěn)定性的提高,。在主飛行器的主翼與起降服務(wù)機(jī)結(jié)合的時(shí)候,，環(huán)翼還能起到作水平尾翼的作用
　　飛翼機(jī)大規(guī)模使用復(fù)合材料制造，采用飛翼結(jié)構(gòu)有助于提高低速飛行的可操作性,。飛翼機(jī)采用渦扇發(fā)動(dòng)機(jī),，以便提供優(yōu)良的低速性能。飛翼機(jī)上表面有固定機(jī)構(gòu),，可以與主飛行器牢固連接,。它們連接起來的時(shí)候總體外形和普通客機(jī)外形基本類似。
/ ^. L* n: U$ o8 {) H. v8 _　　飛翼機(jī)沒有駕駛室,，是全自動(dòng)電腦控制飛行姿態(tài),。地面塔臺和空中的飛機(jī)都可以發(fā)指令遙控它的飛行。
; M8 v( U3 `* s# R* H) `8 N　　磁懸浮軌道上有軌道車,，軌道車與飛翼機(jī)對接,，供飛機(jī)起飛和降落用。軌道在飛機(jī)起飛的時(shí)候提供動(dòng)力,，在降落的時(shí)候提供電阻制動(dòng),，同時(shí)將動(dòng)能轉(zhuǎn)換為電能存儲起來備用。
　　工作方式：
　　在地面狀態(tài)下,，飛機(jī),、飛翼和軌道車三者組合起來，此時(shí)飛機(jī)的外形就像普通客機(jī)一樣,。
7 p$ X1 t9 r2 a4 h' m0 t　　起飛時(shí),，軌道車在磁懸浮軌道上啟動(dòng)，帶動(dòng)飛機(jī)加速,。普通飛機(jī)在起飛的時(shí)候發(fā)動(dòng)機(jī)處于非經(jīng)濟(jì)運(yùn)行工況,，耗油率很高。而加速軌道由地面提供能源供飛機(jī)加速起飛,，所以可以減少飛機(jī)攜帶的燃油載重量,，相應(yīng)的提高人員或者貨物的有效載重量。軌道車與軌道之間采用磁懸浮的方式，這樣軌道車不僅能在起飛提供較高的速度,，也可以在降落時(shí)通過非接觸磁層減少著陸的沖擊力,。
) `4 Z2 s: y' }% I$ T8 @　　在軌道車的速度加速到起飛速度的時(shí)候，飛機(jī)和飛翼機(jī)作為一個(gè)整體與軌道車分離,。由飛翼機(jī)做主動(dòng)力帶動(dòng)飛機(jī)加速到高速巡航速度,。然后飛翼機(jī)與主飛行器分離，減少主飛行器的重量和風(fēng)阻,。
　　加速達(dá)到一定航速后,，主飛行器啟動(dòng)自身的沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)，飛機(jī)做高速巡航,，同時(shí)起降服務(wù)機(jī)返回軌道待命,。
( P, |+ ]& s# ?) |0 Y4 F6 ^　　要降落時(shí)，起降服務(wù)機(jī)從軌道起飛,，到空中與主飛行器對接鎖定,，然后下滑至軌道，與軌道器對接鎖定,。對接完畢后飛行器在軌道上滑行,，軌道將飛機(jī)的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能存儲起來，供下次起飛時(shí)使用,。這樣也節(jié)約了能源,。整個(gè)對接的過程都由機(jī)載計(jì)算機(jī)統(tǒng)一自動(dòng)化控制。
　　圖5：起飛過程
　　這種飛行器的好處就是在巡航的時(shí)候大幅度減少了不必要的負(fù)荷,，同時(shí)提供了高速巡航的性能,，對于飛行的各方面要求均得到了滿足,。