與美國聯合打造下一代戰鬥機了,並且砍掉IDF進氣道!還能夠靜音飛行,或許將導致現役匿蹤戰機疊代! #火力就是正義 #ADF #X 59 #F 22 #F 35 #F 16V #匿蹤戰機 #隱身塗料

火力全開〔武器頻道〕
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1.4K 觀看·2025年1月5日
又有傳聞說
某國悄悄測試了一種新飛機
竟然能在高空高速飛行時幾乎無聲
你們感受到這背後的震撼了嗎
沒錯
我們現有的隱身戰機可能正站在更新換代的門檻上
想要一架戰機真正隱形
它得具備什麼
低雷達截面 低紅外線特徵
這次美國曝光的新機型
最大的創新就是即便在高空高速飛行
也幾乎不產生噪音
這表明飛機與空氣的摩擦極小
這一點的好處是什麼
減少了飛機的紅外簽名
想像一下
即使是像22這樣的戰機
在高速飛行時也無法避免釋放大量紅外輻射
尾噴口的熱量釋放更是加劇了這一問題
因此雖然22進行了雷達隱形處理
但也不得不採取措施減少紅外線的顯著性
像是用上二元尾噴口和冷卻隔熱技術
讓外露的部分溫度降低
S型進氣道也幫助遮蔽了發動機的熱不見
但說到底
22在紅外隱身方面仍有不足
特別是面對新一代長波紅外搜索跟蹤系統時
現在美國似乎找到了解決方案
就是最近臭油工廠曝光的那款手工打造的神祕飛機
這飛機的機頭比機身還長
高速高空飛行時依然能保持低噪聲
這就大幅降低了機身與空氣的摩擦
從而減少了紅外特徵
美國這幾十年來不斷發展各種驗證機
每一款都有其獨到的設計目標
從驗證超音速飛行的X1、X2
到驗證可變後掠翼技術的X5
再到驗證核動力的X6
甚至是垂直起降的X13、X14等等
雖然有失敗的
但也有許多技術得以驗證
甚至打破了多項航空記錄
那麼這款X59又會開創怎樣的新篇章呢?
作為美國最新一代的驗證機
X59的設計非常前衛
無論是從前面還是側面看
都給人留下深刻的印象
從公開的照片看
這架X59超音速飛機已經基本組裝完成
多年精心製造的神祕飛機
終於在鏡頭前展現了較完整的姿態
X59源自NASA的低音爆飛行驗證計劃
它是首架旨在解決音爆問題
實現靜音超音速飛行的飛機
音爆產生的效果就像水面上擴散的波紋
當飛機突破音障時會產生衝擊波
這些波紋會在機頭和機尾匯集
一旦傳到地面就像雷聲震下
為了降低這種噪音
必須減少衝擊波的生成
為此
NASA早在1970年就與康奈爾大學合作研究
如何通過調整機身產生的衝擊波的相位差來相互抵消
從而減輕對地面的影響
但由於當時技術的限制
這一理論長時間未能得到實驗驗證
進入21世紀
航空技術的發展為這一難題帶來瞭解決方案
美國開始模擬計算衝擊波抵消技術
並找到了理想的飛機設計
2003年
美國通過對一架F-5E戰機的改造
成功減輕了超音速的衝擊波
自此
NASA與洛克希德合作
從2016年起啟動了低音爆飛行展示計劃
並在2018年將其進化為靜音超音速飛機項目
X-59便是其中的驗證機
X-59驗證機採用了四項關鍵技術來滿足NASA的要求
聲音塑形設計
低噪聲集成推進系統
超聲速自然層流後掠翼
以及至關重要的座艙內可視外部視鏡系統
外觀方面
X-59與傳統飛機大相徑庭
它的機頭非常長
採用了大後掠三角翼
長機身及V型尾翼的佈局
整體顯得更細長
飛機的雙無扇發動機安裝在尾部
進氣道被三角翼遮擋
單座駕駛艙也設計得極為流線性
根據設計標準
X-59的最大速度可達1.5馬赫
通過狹長的機身設計
在突破音障時可以減少空氣的衝擊波作用
將飛行噪音控制在大約75分貝左右
相當於猛的觀測門的聲音
這是X-59的目標
當它以1400公里每小時的速度飛過時
我們在地面上應該只能聽到輕微的噗噗聲
經過多年的研究
洛克希德已經建立了多種積木式模塊
將這些模塊集成起來
就能形成滿足NAS需求的推進系統
其中包括先進的氣動塞式噴管
噪聲屏蔽設計
以及在進口湍流下能高效工作的抗扭曲風扇葉片
X-59的進氣道採用了流線跟蹤和外部壓縮的設計
這種設計的好處是可以將激波引導出進氣口
並使其遠離飛機本體
從而在噪音屏蔽和減少音爆上效果顯著
與傳統的軸對稱追行進氣道相比
X-59的設計可以產生一個降低阻力的較低外罩角
而在推進系統方面
採用了當前先進的大寒道筆渦扇發動機
並匹配了一套最新研發的低壓系統
對於超音速飛行需求小尺寸風扇
而低噪聲需求大尺寸風扇
這種矛盾成為了洛克希德的主要研究課題之一
不過洛克希德已找到解決方案
能保證飛機在起飛和超音速飛行時的性能表現
另外超聲速自然層流後掠翼通過設計合理的壓力梯度
可實現自然層流延緩其向湍流的轉變
先前的NLF機翼主要適用於小型飛機或小後掠翼設計
但在X-59上隨著後掠角的增大
三維流場會變得不穩定
導致層流在機翼前緣處變為湍流
雖然洛克希德曾與Erin公司合作研究過層流機翼
但這項技術對當前的低噪聲和聲暴速型設計並不完全適用
儘管如此
NLF技術的潛力巨大
NASA在過去幾年中積極推進了大量超聲速自然層流後掠翼的研究
這對於實現X-59的設計目標
即在降低飛行阻力的同時保持聲暴速型的完整性至關重要
解決起飛和超音速飛行的挑戰是一回事
但X-59作為有人駕駛的飛機
其巨大的機頭帶來了另一個問題
最新的正面照片揭示了一個事實
飛行員無法通過傳統方式直接觀察前方
如何解決這個視線問題成了一個不可迴避的難題
外部視鏡系統和大後掠翼的設計要求飛機在起降時採用大影角
這使得長長的機頭遮擋了駕駛艙的視野
在協和號上採用了下垂式機頭設計來應對類似問題
如果對超音速飛機的理想設計僅限於尖銳的飛鏢型機頭
從動力學角度看
這種設計雖然有助於減少音爆
畢竟音爆是限制超音速飛機在陸地上飛行的主要障礙
但在實際操作中也帶來了新的挑戰
洛克希德在利用現代技術優勢的同時
避免了複雜結構和額外的質量增加
雖然沒有協和號那樣複雜的機構
比如特殊的滑動擋風玻璃
這可能會使得飛行員難以直視前方
因此洛克希德為X-59專門開發了一套外部視鏡系統
這包括在機頭上表面安裝的前視4K高清攝像系統
以及配合使用的雙攝像頭多光譜紅外增強視覺系統
在新公佈的照片中
可以看到使用的4K攝像機物鏡位於機頭上方
大約在壓抑的上方
這套系統已於2021年完成測試
外部視鏡系統實際上是傳感器、計算機和顯示技術的結合
通過4K攝像頭將外部環境實時顯示在主顯示屏上
飛機底部裝有一個可伸縮的攝像頭作為另一信號源
而頂部的攝像頭則幫助飛行員保持與傳統視線一致
引導他們前往機場並提供警告附近可能存在的飛行器為機場進出
起飛和著陸提供額外的視覺輔助
在配備X-BS給X-59之前
這項技術已在Beachcraft UC-128公務機上進行了測試
在試飛期間
一名飛行員在駕駛艙內通過前鋒擋觀察外界
而另一名飛行員則坐在機艙內通過X-BS獲取外部感知
這種設計是X-59項目實現其需求的關鍵
目前X-59項目分為三個階段
第一階段是測試飛行
原計劃去年開始目的是驗證X-59的基本性能與安全性
確保飛機能在飛行中承受預期載荷
第二階段是噪音測試
計劃在地面測試和試飛後
在美國空域進行正常飛行試驗
最後一個階段計劃在2024至2026年進行
NASA將讓X-59飛越多個人口密集的鄉鎮和城市區域
並在飛行任務結束後訪問當地居民
瞭解X-59飛越上空時對人們噪音影響的程度
事實上
關於超音速飛機的研究
美國早在20世紀50年代就已開始
隨著亞音速科技的普及和第一種實用化超音速戰機F-107的出現
航空界一直在不斷追求更高的飛行速度
將超音速飛機視為未來發展的方向
並對其發展保持一種樂觀態度
在理論上
超音速飛機能在相同的時間內
沿著同一航線運送相同甚至更多的乘客
並且還能在人力和維修方面減少成本
英國、法國、蘇聯和美國都極有可能追求這一項目
特別是美國
他們認為憑藉在航空技術上的深厚積累
這種研究應該輕而易舉
因此
美國立即啟動了國家超音速客機計劃
然而
美國沒料到的是
正當計劃進行時
環保的考慮浮上檯面
有聲音指出超音速飛機產生的音爆
可能破壞地球的臭氧層
儘管項目得到了尼克松總統的支持
但國會不同意提供資金
導致項目最終未能繼續
畫上了一個句號
與此同時
英法合作的協和號和蘇聯的T-144
卻相繼取得成功
美國無法容忍落後於其他國家
因此美國的靜音超音速飛機項目
經歷了多次啟動和停止
直到21世紀初才真正找到機遇
那麼
作為一架驗證機的X-59
所採用的新技術能否應用於戰鬥機上呢
靜音超音速戰機
在進行超音速飛行時產生的音爆
實際上不會影響飛行員
因為戰鬥機的駕駛艙在關閉後
可以隔絕部分噪音
此外
採用特殊材料的座艙設計
在降噪效果上遠超一般風達
飛行員的頭盔不僅具備通信
防止外線及瞄準功能
其最關鍵的功能是降噪
飛行員的頭盔實現了絕對的密閉隔音
與外界的任何聲音完全隔離
甚至可以說
當飛機突破音速時
原本的發動機噪音也會消失
因此
對飛行員而言
靜音技術似乎並無太大用處
唯一可能有價值的是隱身技術
然而
戰機隱身技術的發展速度
完全跟不上反隱身技術的進步
未來可能出現一種防禦系統
它能根據戰機超音速飛行產生的機波
來判斷戰機位置
這並非沒有可能
目前對於戰機應用靜音超音速飛行技術來說
可能性不大
最根本的問題在於氣動佈局和隱身設計
顯然
我們不能簡單地將戰機設計成像
X-59那樣長機頭的形狀
此外
戰機經常需要進行複雜的機動操作
這在超音速飛行時會引發更多挑戰
超音速飛行時
戰機會產生機波
增加飛行阻力
並在戰機前方逐漸堆積
突破音障時
可能導致流經機翼和機身表面的氣流紊亂
引發機體劇烈抖動
從而使得操作性變差
稍有不慎就可能帶來飛行風險
為了安全突破音障
各國科研機構已經嘗試了多種方法
包括調整戰機的氣動佈局
將氣動中心後以增強縱向穩定性
研發新型低寒道比渦輪噴氣發動機以增強動力
採用後掠翼型以減少超音速飛行的阻力等
然而靜音技術雖然成功減少了音爆
對戰機的實際影響卻微乎其微
看到X59那針尖一樣的機頭
很難想像其氣動佈局不對隱身性能造成影響
為了追求更全面的隱身能力
放棄已經通過實驗驗證的設計
似乎是得不償失的選擇
當然靜音超音速飛行技術本身是有其價值的
但不應該簡單地按照X59的方式應用於戰機
最理想的情況是不改變當前的氣動佈局
在不影響戰機性能的前提下實現靜音超音速飛行
未來的發展仍需觀察
如果美國的黑鳥偵察機能夠應用上靜音超音速飛行技術
其帶來的影響可能會成為規則的改變者
好了本期影片的介紹到此結束
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