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      攻克世界難題,轟20將實現超音速飛翼隱身,創造世界新紀錄

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      從上世紀 40 年代德國霍滕兄弟展開相關試驗開始,飛翼布局便憑借出色的隱身性能和較高的氣動效率,成為航空領域的研究熱點。

      1947 年,美國諾斯羅普公司的重型轟炸原型機(YB-49)完成首飛,這款機型機翼纖長單薄,升力表現優異,卻存在嚴重的高速振動問題;加之機體慣量偏小,俯仰操作過于靈敏,飛行中極易引發共振。



      上世紀 50 年代,美國暫時擱置了飛翼布局的研發,轉向傳統氣動設計,直到冷戰后期,才重新啟動相關研究工作。

      1979 年,美國 ATB 項目正式啟動,研發目標為隱身轟炸機。

      諾斯羅普團隊嘗試采用復合材料為機型減重,可顫振臨界速度的問題,仍對機型性能形成了明顯限制。



      1989 年,B-2 隱身轟炸機首飛,該機型雷達反射截面小、續航能力強,最大飛行速度卻僅能達到 0.95 馬赫。

      這是因為在音速附近,剛彈耦合顫振會大幅放大機身振動,帶來嚴重的結構安全風險。為預留安全裕度,設計師不得不犧牲飛行速度,也使得 B-2 執行任務時,通常需要 F-22 戰機護航。



      而早在 1981 年,俄羅斯的圖 - 160 轟炸機已完成首飛,這款機型依靠可變后掠翼設計實現了 2 馬赫的高速飛行,但其隱身性能較差,極易被雷達鎖定。



      上世紀 90 年代,中國開始涉足飛翼布局相關技術的研究探索。

      1997 年,沈陽飛機設計研究所研制出無人驗證機,開展飛翼布局的基礎技術測試。

      2000 年代,南京航空航天大學的科研團隊聚焦氣動彈性領域,通過大量風洞實驗收集數據,深入研究機翼彎曲與機體模態之間的相互作用規律。

      2005 年,在國家基金的支持下,相關科研團隊搭建起飛翼布局的初步研究模型,系統分析了展弦比對布局性能的影響。



      2010 年之后,國內相關研發進程進一步加快,科研人員開始利用有限元分析技術,模擬高速氣流對飛翼布局的沖擊效果。

      2012 年,四自由度研究模型研制成功,飛翼布局的解耦規律得到清晰梳理。



      在國外軟件技術封鎖的背景下,科研團隊于 2015 年成功研發出自主分析工具,實現了飛行力與彈性力的融合分析;西安飛機工業集團也參與其中,針對戰略機型的需求開展飛翼布局優化設計。

      2018 年,國內首架展弦比超 10 的柔性飛翼無人機研制完成,并搭載了多類型傳感器陣列。



      2019 年,相關技術驗證工作正式啟動:科研人員在風洞中逐步提升風速,通過記錄數據持續優化控制算法。

      2020 年,完成地面振動試驗,校準了研究模型;2021 年,低速飛行測試中出現輕微振動問題,科研團隊通過調整傳感器位置予以解決;2022 年,在中速飛行區間,初步實現了共振抑制。



      2023 年,高亞音速飛行測試順利開展,系統可在毫秒內調整舵面,抵消力矩以避免振動放大。

      2024 年,科研團隊迭代優化算法,有效解決了非線性顫振問題。

      2025 年底,飛行測試取得突破,機型飛行速度提升 62.5%。



      相關研究成果發表于國際知名期刊,由胡海巖院士、黃銳教授領銜的科研團隊也收獲了業界廣泛認可。

      歷經近 30 年,中國在飛翼布局領域完成了從理論研究到試驗驗證的全流程探索,確立了自身的技術地位。



      顫振的本質,是機體剛性與機翼彈性相互作用形成的惡性循環。

      飛行速度加快時,氣流動能會將機體運動與機翼振動耦合在一起,形成正反饋效應,極端情況下甚至會讓機體逼近解體邊緣。

      傳統的解決思路是增加結構重量以提升剛性,卻會犧牲飛翼布局的核心優勢。



      中國科研團隊則采用主動抑制技術,在機體和機翼合理布設傳感器,實時監測振動狀態;通過算法分析振動模態,驅動后緣舵面產生反向作用力,以此抵消振動。

      這種主動控制方式,既有效抑制了顫振,又保持了飛翼布局的輕量化優勢。

      在驗證機上,傳感器陣列覆蓋機翼與機體,數據實時傳輸至處理器,響應速度極快;同時結合風洞試驗持續優化參數,確保了技術應用的穩定性與一致性。



      轟 - 20 作為我國戰略航空裝備的研發重點,采用飛翼布局融合隱身設計,通過扁平化的外形大幅降低雷達反射截面;搭配大推力的 WS-15 發動機,再融入自主研發的顫振抑制系統,可順利突破亞音速區間,實現 1.5 馬赫的巡航速度。

      該機型載彈量可達 30 噸,續航里程 1.2 萬公里,還能搭載高超音速導彈。



      對比同類裝備,B-2 受顫振問題限制,巡航速度僅 0.85 馬赫,執行任務需戰機護航;B-21 雖優化了機身材料,仍未突破亞音速;圖 - 160 雖能實現高速飛行,卻因隱身性差易被探測。

      轟 - 20 則融合了各方優勢,可實現快速突防與撤離,大幅提升戰場生存能力。該機型計劃 2026 年后列裝,初期將執行太平洋巡航任務。



      飛翼布局的技術成果還向多領域拓展:偵察領域,無偵 - 8 高空高速無人機憑借超卓的隱身性能,可深入目標區域開展情報偵察,其扁平化機身適配臨空飛行,現有導彈難以對其實施有效攔截;運輸領域,飛翼布局內部空間充裕,適合設計大容積貨艙,未來還計劃研發加油版機型,為艦載機提供空中加油支持。



      民用領域,依托飛翼布局技術,超遠程客機的研發基礎已初步形成,有望大幅縮短洲際飛行時間,不過目前仍需解決噪音與能耗的相關問題。

      此外,相關自主研發軟件打破了國外技術壟斷,推動我國形成了完整的飛翼布局技術產業鏈。

      從模型搭建到試驗驗證,整個研發過程始終堅持精益求精,嚴格規避各類技術風險。

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