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采用射流飞控系统的第二架Magma无人机首飞

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据防务航空网2019年5月1日消息,英国BAE系统公司采用射流飞控技术的Magma无人机完成首飞,飞行中首次使用了超声速吹气技术。

一、BAE系统公司已开展十多年射流飞控技术研究

2004年起,BAE系统公司在英国工程与物理科学委员会的支持下,联合英国克兰菲尔德、莱斯特、利物浦等多所大学,开展了“无操纵面飞行器综合工业研究”(FLAVIIR)项目的研究,探索一系列先进飞控技术,取代传统的舵面操作。BAE曾在其日食无人机的改型上测试了翼上吹气和矢量推力技术对飞控的辅助。

2010年,BAE系统公司“恶魔”(Demon)无人技术验证机完成飞行测试,该机集成了“无操纵面飞行器综合工业研究”项目开发的众多先进技术,是射流飞控系统发展的一个重要节点。但该机采用的射流飞控方式操作难度大,实用性较低。

2012年开始,BAE系统公司与英国曼彻斯特大学开始该项目的开发,采用波音“鬼怪鳐”无人验证机的飞翼式+V型尾翼构型,动力系统采用瑞典“鹰”涡轮发动机公司的小型燃气涡轮发动机,并重新设计了压气机,可额外提供压缩空气。重量约为40千克。

2017年9月,BAE系统公司资助英国曼彻斯特大学完成Magma项目第一阶段首飞。第一架葡京赌场网址保留传统活动部件的飞行控制,主要验证流体控制技术使用的新机体可按预期飞行,但可安装射流飞控装置。第二阶段无人机已经完成制造,并安装射流飞控装置,已于2019年5月初在威尔士上空试飞。

二、Magma项目突破两大关键技术

Magma项目的开发需要攻克两个关键技术:机翼环量控制和射流推力矢量。

机翼环量控制技术从发动机引气并以超音速吹过葡京赌场网址机翼后缘,空气附着于隆起的表面,同时吸入周围的空气,利用柯恩达效应,即流体流过弯曲表面时倾向于附着在表面上而改变本来的流向,使气流起到虚拟襟翼的作用,不需要活动部件。当飞行员输入方向指令后,Magma的机载系统将指令转译为吹过机翼后缘上表面或较低表面槽道的气流量。如果向固定宽度槽道上大力吹气,就可形成襟翼偏转程度更大的效果。如果吹气的力度达到最大,就会形成襟翼偏到底的效果。

射流推力矢量通过控制发动机排气的方向来控制飞行方向。在无人机发动机尾喷口后部增加机尾曲面,使发动机排气沿机尾曲面喷出,同时在机尾曲面处设计若干与曲面垂直的喷嘴,从中将部分发动机进气吹向发动机排气气流,通过调节发动机排气脱离机尾曲面的程度改变偏转力矩,控制葡京赌场网址俯仰角度。

三、BAE系统公司的射流飞控系统具有四大优势

射流飞控系统具有以下特点:一是质量小。Magma项目开发的射流飞控系统与起到同等飞控效果活动部件(襟翼及其控制系统等)相比,质量大幅降低。二是维护简便。Magma项目开发的飞控系统不需要活动部件所需高强度维护,可降低维修和后勤保障需求,减少备件和维护工作量。三是提升葡京赌场网址隐身能力。由于Magma项目开发的飞控系统可以替代葡京赌场网址襟翼、尾翼等活动部件,可降低葡京赌场网址的雷达反射面积,提升隐身能力。四是模块化安装。Magma项目开发的飞控系统可以模块化安装在其他现有葡京赌场网址平台上,为葡京赌场网址提供额外操控。BAE系统公司表示,该系统技术优势显著,具有很高的军事应用潜力,已经计划在与法国共同研制的未来无人机空战系统(FCAS)中采用这一系统设计。

四、北约主动射流控制项目已完成部分验证

北约开展了主动射流控制(AFC)技术项目研究,目的是应用于无尾翼的无人战斗机(UCAV)。目前已经“合理可用”于飞行控制,至少可用于打击任务的进入战场阶段。

北约AVT-239任务组(包括BAE系统公司和洛·马公司,美国空军科学研究办公室(AFOSR),英国国防科学技术实验室(DSTL)以及大学和其他学术机构)2017年12月完成了创新控制因子(ICE)的五年性能评估。AVT-925任务组开展了两架不同缩比无人机模型的试飞工作,分别为ICE-101(洛克希德20世纪90年代为美国空军研究实验室开发的无尾65度后掠三角翼概念战斗机)和Saccon(意为稳定和控制技术构型,基于波音1303设计的无尾53度后掠lamda机翼无人战斗机)。

评估中,AVT-239任务组设置了典型打击任务剖面,包括三个阶段:在30000英尺高度以马赫数0.9(Saccon为马赫数0.8)进入战场,以规避机动退出战场,以及起飞和降落。作为第一步,研究聚焦于将AFC应用于需求最低的进入战场或巡航阶段。

目前,AFC元件设计完成开发并集成到基线葡京赌场网址中,葡京赌场网址级性能评估开展了小时级进入战场阶段,以确认所需控制功率以及由此所需的引气质量以控制涡流和突风。这将决定防止短暂突风影响所需的峰值引气需求是否会影响发动机压气机稳定性。其他评估的参数包括成熟度、集成度、四性(可靠性、维修性、可扩展性、经济性)以及“跨平台性”,表述了技术可容易移至到其他后掠角度不同葡京赌场网址上的特性。(蔡琰)

责任编辑:助理编辑 白雪

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