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美X-56A无人机:助力研发新一代远程轰炸机

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日前,有媒体报道,美国1架X-56A无人机在美国爱德华兹基地试飞时坠毁。该项目是为了解决柔性机翼颤振问题而设立的,旨在为开发未来更轻、展弦比更大的机翼作准备。

X-56A是一种创新型模块化无人飞行研究机,首架飞机于2013年6月试飞,它采用倒海鸥式三角形构型,翼展长8.5米,重量约为218千克,配有2台36千克推力的涡轮喷气式发动机,机身内安装了弹道降落伞改出系统,油箱两侧安装有整机降落伞,飞行高度可达1200多米,速度130千米/小时。该机的柔性机翼被设计成两层玻璃纤维结构,以使机翼在扭转方面有足够的柔性,可在飞行包线范围内发生弯扭耦合模式的颤振,这对于研制未来的远程飞机,节油客机以及货运飞机具有重大意义。与传统的固定且较短的机翼相比,X-56A的机翼可以对于飞行过程中由气流引起的颤振进行调整,保持飞行的平稳。研究人员的目的是通过在其机翼上安装的传感器,探测颤振和阵风载荷,再利用风机控制面的偏转消除其弯曲和扭转的影响,最终有可能实现对这些弯曲运动的实时控制。

什么是颤振现象?它对飞机的飞行又有什么影响?颤振,简单地说,就是弹性结构在均匀气流中受到空气动力、弹性力和惯性力的耦合作用而发生的大幅度振动。颤振问题在飞行器中尤为突出,研究发现,当飞机到达一定速度后,飞机机翼、尾翼和操纵面会产生颤振,迄今还未能从设计角度完全预测和排除。据报道,1997年9月,美国一架F-117A“夜鹰”隐形战斗机发生了机翼颤振,使一个机翼的大部分脱落,导致灾难性事故。随着航空技术的发展,颤振分析越来越凸显出重要性,目前还只能在飞机设计的最后阶段进行颤振特性分析,力求通过少量的结构和气动特性改进,加上合理的主动控制技术来抑制或者延迟发生颤振。通过合理的设计和优良的主动控制技术,即可以提供飞行的可靠性,还可以减轻飞机的结构重量。而X-56A无人机的研究便是该领域的最新实践,X-56A虽然尺寸较小,但仍能展示与真实的高空长航时无人机或者更大的远程飞机相同的气弹现象。

X-56A无人机主要开展的就是可能出现颤振的飞行包线边界的试验。一旦试验成功,该成果将对美军新一代远程轰炸机的研制有所帮助。(来源:《解放军报》)

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