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51区绝密档案首曝!波音F-47无尾设计竟源自30年前X-36黑科技?
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以下文章来源于星海之刃 ,作者夏末的晨光

在航空领域,每当有新型战斗机的消息传出,总会引发广泛的关注与猜测。当波音公司宣布成为美国空军新型有人驾驶第六代隐形战斗机 F-47 的制造商后,大众对 F-47 的最终模样充满好奇。由于目前所获得的 F-47 图像极为有限,人们对它的了解还存在诸多疑问,但将 F-47 与早期的试验机和概念机进行对比,成为了探索其设计奥秘的重要途径。在众多早期机型中,无尾的 X-36 试验机吸引了众多目光,它很可能为 F-47 的发展起到了关键的铺垫作用。

X-36 试验机由麦克唐纳・道格拉斯公司(如今已成为波音的一部分)与美国国家航空航天局(NASA)在 20 世纪 90 年代中期联合开发。它是一款无人试验机,按照 28% 的比例模拟理论上的先进战斗机布局。X-36 的设计极具创新性,摒弃了传统的尾翼设计,转而采用鸭式前翼,搭配类似 λ 形机翼上的分裂副翼,以及先进的推力矢量发动机喷管来实现方向控制。不过,这种独特的设计也带来了一些挑战,X-36 在俯仰和偏航轴上存在不稳定性,因此需要借助先进的数字电传飞控系统来保障飞行时的稳定性。

从 X-36 的基本参数来看,它在满载燃油的情况下重量约为 1250 磅,机身长度达 19 英尺,高度为 3 英尺,翼展刚刚超过 10 英尺。其动力来源是威廉姆斯国际公司的 F112 涡扇发动机,能够产生约 700 磅的推力。虽然总共制造了两架 X-36,但实际上只有一架进行了飞行测试。在飞行过程中,位于地面站的飞行员通过安装在飞机机头的摄像头进行远程操控,并借助标准的战斗机平视显示器(HUD)以及显示飞机在测试范围内位置的移动地图,来掌握飞机的飞行状态。

1997 年 5 月至 11 月期间,X-36 在 NASA 德莱顿(现更名为阿姆斯特朗)飞行研究中心进行了 31 次试飞。在总计 15 小时 38 分钟的飞行时间里,X-36 表现出色,根据 NASA 的报告,它 " 达到或超过了所有项目目标 " 。在试飞过程中,研究人员对 X-36 在高滚转率、低速大迎角以及高速小迎角等多种飞行状态下的敏捷性进行了测试。结果显示,X-36 " 在速度包线的两端都表现得非常稳定、易于操控 " 。1998 年末,空军研究实验室(AFRL)与波音公司签订合同,让 X-36 搭载可重构控制软件(RESTORE)进行了两次额外的试飞。此次试飞旨在验证机器学习软件在飞行控制面(如襟翼、副翼、方向舵等)出现损伤或故障时的补偿能力。

X-36 的重要意义不仅在于其自身的飞行测试成果,更在于它对无尾战斗机设计概念的验证,而这一概念极有可能被应用到 F-47 上。当然,在看到 F-47 最终设计的后部之前,还不能完全确定这一点。从外观上看,X-36 与 F-47 存在不少相似之处。其中,最明显的相似点当属鸭式前翼布局。不过,需要注意的是,F-47 最终是否会采用鸭翼还不能确定。虽然鸭翼在低可观测性方面并非最佳选择,但在包括隐形战斗机在内的先进战斗机设计中,鸭翼的应用已有先例。在波音提出的类似下一代空中优势(NGAD)概念机,以及 X-36,甚至是早期为 F-22 " 猛禽 " 战斗机前身 —— 先进战术战斗机(ATF)所做的探索性概念设计中,都能看到鸭翼的身影。

F-47 的座舱盖与 X-36 也有相似之处。尽管 X-36 是无人试验机,但为了模拟有人战斗机的飞行特性,它设计了类似座舱的形状。在 X-36 测试项目结束时,地面站的试飞员还在座舱上用记号笔画上了自画像。而 F-47 拥有相对较大的气泡式座舱盖,能够为飞行员提供良好的视野。目前,关于 F-47 是单座还是双座尚未确定,现有的官方渲染图也无法让人判断座舱的整体长度。考虑到 F-47 在更广泛的 NGAD 系统中可能承担无人机控制器的角色,采用串联双座设计是有可能的。

两款飞机的机头部分同样存在相似之处。X-36 和 F-47 的机头都较为宽阔,F-47 的机头尤其宽大,呈铲子状。这种设计对于 F-47 来说,很可能是为了容纳大型雷达阵列。虽然目前看到的 F-47 渲染图可能存在误导性,而且在最终成品出现之前,其设计也有可能发生重大变化,但这些相似之处仍为我们研究 F-47 的设计提供了重要线索。

X-36 并非唯一对 F-47 设计产生影响的无尾试验机或概念机。洛克希德・臭鼬工厂的 X-44 " 曼塔 " 项目,也是一个重要的无尾战斗机研究项目。虽然目前还没有确切消息表明该项目产出了实体硬件,但据了解,它旨在研究无尾有人驾驶飞机的设计。这款设想中的飞机计划将推力矢量作为主要飞行控制系统,期望在单一设计中实现速度、燃油效率和机动性的完美结合,同时还致力于探索更简单、成本更低的飞机结构制造方式。尽管对这个项目的结果了解甚少,但不难想象,如果它没有被取消,很可能会对 F-47 及其他 NGAD 有人战斗机的设计产生重要影响。

麦克唐纳・道格拉斯 / 通用动力的 A-12 " 复仇者 II" 隐形攻击机,虽然不是具备极致性能的战斗机,但它也是 20 世纪 90 年代一款值得关注的采用无尾配置的飞机。其采用三角形飞翼式平台设计,在无尾飞机设计领域具有一定的代表性。

同样来自波音的 " 捕食鸟 " 技术验证机也不容忽视。它在很大程度上采用了无尾设计,尽管配备了下掠翼尖,并且在部分时间使用了腹侧垂直安定面。从 F-47 的渲染图中可以看出,其机翼有明显的上反角,这一特征与 " 捕食鸟 " 非常相似。" 捕食鸟 " 于 20 世纪 90 年代在 51 区秘密试飞,在先进隐形技术、新型制造方法以及视觉隐形等多个技术领域积累了宝贵的经验。直到 2002 年," 捕食鸟 " 才向公众披露,未来它与 NGAD 有人战斗机项目的相关性可能会进一步显现。

此外,还有关于 YF-24 的传闻。虽然这款飞机的存在从未得到证实,但有推测称它是波音公司为未来战斗机构建的无尾验证机。曾有一份美国空军飞行员的官方传记提到其驾驶过 YF-24,但这一内容后来被删除。从波音的 MRF-24X 设计研究来看,它展示了一款类似无尾战斗机的平台,配备单发动机和具有明显下反角的 X-32 风格机翼。与 X-36 类似,它可能也配备了先进的推力矢量发动机喷管来辅助方向控制。然而,目前还无法确定 YF-24 是否真实存在,以及它的具体模样。

回顾 20 世纪 90 年代,无尾战斗机设计已成为重要的未来技术发展方向。在 51 区,很可能进行了众多秘密验证机的试验,这些试验为后来的 NGAD 有人战斗机项目奠定了基础。同时,海军的 F/A-XX NGAD 计划也可能开发出了自己的验证机。虽然目前还无法确定这些早期试验项目的成果在 F-47 上的具体应用情况,但可以肯定的是,这些项目对 F-47 的设计产生了影响。至少在过去的三十年里,这些试验项目积累的经验和技术,很有可能被应用到 F-47 这款可能是五角大楼首款真正意义上的无尾战斗机上。随着时间的推移,当更多关于 F-47 以及相关 X-plane 项目的信息被披露,它们之间的联系将更加清晰,也将为航空技术的未来发展提供更多启示。

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