1 飛翼佈局發展歷史

飛翼是有別於常規氣動佈局的一種飛行器氣動佈局方式，機身和機翼融為一體，取消了尾翼，使得整個外形都是升力面。飛翼佈局飛機的外形可按照氣動最優條件設計，空氣動力效率高，升阻比大。由於飛翼佈局所具有的優越的氣動、裝載、隱身等能力，成為無人作戰飛機等的理想佈局。

飛翼氣動佈局很早就被提出來，但由於其本身的特點和當時空氣動力學方面的認識侷限，使得其發展道路並不順利。按其發展歷史來看，大概可以分為兩個階段。

（1）早期階段

飛翼佈局飛機雖然看起來外形怪異，設計超前，但是這種簡潔流暢的構型一直吸引著設計者們的想象，早在20世紀初，也就是第一架真正實用的飛機誕生不久，航空先驅們便開始了製造飛翼的嘗試。

目前，世界上公認的第一架無機身、無尾翼的全飛翼飛機是由德國的豪頓兄弟研製的HO系列飛翼機。上世紀30年代，首架HOI飛翼機面世，後一年豪頓兄弟研製HOII型飛翼滑翔機，而HOIII型，一種更新型的飛翼機也進行了試飛，由此初步奠定了飛翼機向實用化轉化的基礎。

HOII型飛翼滑翔機

二戰前後，德國豪頓兄弟研製的兩型飛翼機是HO VIII型和HO IX型。前者主要用於客運，後者則為世界上首架飛翼式噴氣戰鬥機，又稱為Go-229戰鬥轟炸機。

與德國飛翼機齊名的是美國人約翰諾斯羅普研究設計的N系列飛翼機。他研製出與美國現役B-2隱身轟炸機外形大致相同的一種飛翼機。N-1M、N-9M是N系列飛翼機中十分成功的兩種。

1941年，諾斯羅普的飛翼技術得到了實際應用，美國陸軍要求應用他的飛翼技術製造2架XB-35轟炸機。經過一番努力，這種非同尋常的轟炸機終於問世。自二戰末期起，飛翼機換裝噴氣式發動機已勢屬必然。從1945之後，美國先後完成了裝有噴氣式發動機的XB-49飛翼機的研製。

N-1M飛翼機

XB-35轟炸機

（2）發展階段

飛翼機的再次崛起是60年代以後，在早期的研究中，由於空氣動力學和飛機設計理論發展的滯後與不成熟，飛翼佈局的外形暴露出了其先天不足的特性：飛機的操縱性與穩定性與常規佈局的飛機相差很大，飛翼佈局飛機的穩定性不足，操縱難度大，飛行控制系統的設計過不了關而導致不得不放棄該類佈局型式。

直到六、七十年代，隨著電子技術的飛速發展，計算機控制技術得到了廣泛的應用，放寬靜穩定度等技術的出現，使飛翼佈局的飛行控制系統有了實現的可能，這為飛翼佈局飛機重新發展掃清了障礙。

這一時期，著名的B-2飛翼佈局隱身轟炸機在美國進行首次試飛，標誌著新一代飛翼機真正登場亮相，它採用極佳的翼身融合、無尾翼的飛翼構型。

B-2隱身轟炸機

除了B-2，美國還大力發展了X系列飛翼式無人作戰飛機和偵察機，如X-45A、X-47B、RQ-170等。其中X-47B為海軍艦載型無人作戰飛機，具有蝙蝠型雙翼，隱形特性好。RQ-170哨兵是由洛·馬公司研製的一種主要用於對特定目標進行偵查和監視的隱形無人機，採用了大展弦比無尾飛翼式飛機的設計理念。

另外還有歐洲的“神經元”、英國的“水星”等，這些型號使飛翼機得到了廣泛而深入的研究，進一步促進了飛翼佈局的發展。

X-47B無人作戰飛機

RQ-170哨兵

2 飛翼佈局優缺點

從飛翼佈局的發展歷史可以看出，飛翼機得到了廣泛的研究，之所以這樣，是由於飛翼佈局先天具有的諸多優點。

1）外形乾淨，空氣動力效率高，氣動載荷的分佈可達到最佳。

飛翼佈局機翼與機身的融合大大減小了傳統佈局翼身間的干擾阻力，從而減小了飛機的總阻力，同時整個飛翼佈局成為一個巨大的升力面，在飛機設計過程中，機體的氣動外形可完全以氣動載荷的最優分佈為設計點進行設計。

2）結構重量輕，剛性好，顯著減少飛機重量。

飛翼氣動佈局型式，飛機的機體結構可以得到簡化，結構重量比相同量級的常規飛機更輕。此外，由於取消尾部，全機重量更合理地轉移到沿機翼翼展分佈，從而減少機翼的彎曲和扭轉載荷，使結構重量進一步減少。

3）具有先天的低RCS （Radar Cross Section）特性，有效的提高了戰場生存能力。

隱身特性是採用飛翼氣動佈局的一個動力，飛翼佈局是一種無尾翼佈局，翼身融為一體，因此整個外形的全向雷達反射截面有很大程度的降低，飛行器的隱身效果較常規飛機提高很大。

飛翼佈局飛行器和常規佈局飛行器相比存在以下缺點：

1）由於自身形狀的特點，導致其穩定性較差。

由於飛翼佈局是一種無尾翼的型式，其縱向和航向都將是不穩定的或是穩定性不足的。這就要求利用飛翼上各種操縱面和推力向量等共同來產生所需要的各種力和力矩，因而相應地大大增加了飛控系統中操縱律的設計難度。

但是也有設計成功的範例，如B-2飛機，飛翼後緣成雙W形狀，操縱面佈置在後緣，每個操縱面綜合了副翼、升降舵、方向舵和襟翼的功能，可以很好的完成各種飛行控制的要求。因此借鑑B-2飛機操縱面的設計思想，飛翼的穩定控制是可以實現的。

2）飛翼佈局操縱舵面具有顯著的三軸操縱耦合特性。

飛翼佈局在外翼後緣佈置的阻力方向舵在偏轉過程中，除產生偏航力矩外，還會產生附加的俯仰和滾轉力矩，引起耦合的俯仰和滾轉運動。升降副翼主要用於滾轉操縱，但在作動之後也會產生附加俯仰力矩。因此，飛翼佈局操縱舵面具有顯著的三軸操縱耦合特性。

3）客機型飛翼機的應急逃生系統設計較傳統佈局困難。

飛翼佈局的客機，乘客集中在廣場式的機身中部，側向距離機體邊緣較遠，應急逃生出口的設定將較以往的客機有很大不同。

4）大型飛翼機，其阻力對於速度比較敏感，巡航馬赫數提高困難。

對於飛翼佈局的飛機其裝載區完全要容納在機翼內，因此裝載區的翼型厚度相對較大，帶來的弊端就是使飛翼的阻力對速度的提高很敏感。一旦超過其臨界馬赫數後，全機的激波阻力增加很快，升阻特性也因此下降很多。

儘管飛翼佈局在操縱與穩定性方面存在很多缺點，但是這些缺點在現今飛行控制技術水平下已經能夠得到較好的解決，而飛翼佈局的諸多優點已經無法通過常規佈局飛行器的改進實現；在常規佈局飛行器的效能已被充分挖掘的現狀下采用飛翼佈局的發展趨勢已經不可阻擋。

（qinghangwang）

（旋翼機、固定翼、直升機相關圖紙、資料）

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