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發(fā)表于 2008-12-23 14:22:17
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“飛天”核磁電空天飛機(jī)5 P/ t! K6 A" i' H4 Y/ c$ K
外型構(gòu)想:20-30米外行尺寸并選用流體作為整體外型,。此外型可使飛機(jī)大部分外殼處于無力矩狀態(tài),提高材料的疲勞壽命,;充分利用外型的流線型,,降低飛行和轉(zhuǎn)向過程中的附加阻力;充分利用圓形面積最大的優(yōu)勢布置飛機(jī)內(nèi)外設(shè)施和方便對目標(biāo)的追蹤鎖定,;升阻比可最大限度得到提高,;為飛機(jī)涂隱形材料降低敵方準(zhǔn)備和打擊時(shí)間,上表面用晶片鋪成,,吸收宇宙能量,。
) N% _' R0 _* O 最大載荷量:10000千克- m: b: b- u: ~; C9 y
作戰(zhàn)半徑:8000-12000千米" V$ l L$ u6 y8 K, {! S2 @
本作品關(guān)鍵能研制一種高性能噴氣發(fā)動(dòng)機(jī),燃料可把固體火箭的發(fā)動(dòng)機(jī)可長期年的儲(chǔ)存,,起飛時(shí)間短�,!柏炌w翼”加上全動(dòng)式翼梢小翼氣動(dòng)布局,。所說的,“貫通飛翼” 是機(jī)翼中間貫通一個(gè)柱狀體,,截去了一部分前,,后緣的普通飛翼這種飛翼的外側(cè)前緣可做為進(jìn)氣口,后緣作為排氣口,。這種模式的應(yīng)用可使戰(zhàn)機(jī)具有極強(qiáng)的機(jī)動(dòng)性和敏捷性及最佳的過失速機(jī)動(dòng)能力,。2 }- a Y% B' u- k
設(shè)計(jì)要求: 效費(fèi)比高、可靠性高,、 推動(dòng)力強(qiáng)大,,軍用推力要可能達(dá)到25000千克及加力推力不應(yīng)低于35000千克。 結(jié)構(gòu)性能穩(wěn)定,, 可飛至15000-25000千米的平流層及超高空層,,機(jī)身和機(jī)翼連成一體不僅可增大飛機(jī)上部表面面積還可在太空中更好的吸收太陽能為自身補(bǔ)給能量。
+ R' |' K; @ T3 l* X' I% p# _ 新概念特點(diǎn)
D% d( b! F+ j( S! f& \0 E* Y “飛天”號是一種技術(shù)先進(jìn)可靠,,具有強(qiáng)大的運(yùn)載能力和擴(kuò)展能力的先進(jìn)空天飛機(jī),,具有世界一流水平,它代表了中國航空航天事業(yè)的騰飛,!
" p* D0 E5 t1 b% q 當(dāng)今世界的主題是和平與發(fā)展,,并且戰(zhàn)爭都限制在局部戰(zhàn)爭,,以及戰(zhàn)略導(dǎo)彈的迅速發(fā)展,任何轟炸機(jī)都已不再風(fēng)行,,但是作為一個(gè)崛起的大國,,中國要確保有一個(gè)長期穩(wěn)定的發(fā)展環(huán)境,以及實(shí)現(xiàn)國家統(tǒng)一,,必須擁有世界性的威懾力,,而太空轟炸機(jī)就是核威懾之外最強(qiáng)的常規(guī)威懾力。因此,,“飛天”定位在戰(zhàn)略轟炸機(jī)上,,以實(shí)現(xiàn)全球精確打擊威懾。為了減少自己傷亡以及擺脫追蹤,,當(dāng)今世界先進(jìn)轟炸機(jī)已經(jīng)不再一味追求載彈量,,而是更加注重隱身性以及高速性。因此,,飛天的技術(shù)設(shè)計(jì)目標(biāo)是隱性以及超音速,。
. ?6 ]+ v: ? e( d# i “飛天”外形源于簡單的三角形和圓形的組合,保留了飛行器的基本要素——機(jī)身和機(jī)翼,。特別之處在于圓滑的機(jī)身和三角形的機(jī)翼融合一體,。其機(jī)翼不僅可以在大氣中能提供上升力,而且其內(nèi)部的寬敞空間可以用于人員和貨物及燃料的儲(chǔ)存,。流線的外形能使飛行器在大氣層中減小空氣阻力,,尾部及機(jī)翼后方的噴射器能使飛行器在太空中有足夠的加速度。通過操縱面結(jié)合差動(dòng)推力進(jìn)行俯仰,,滾轉(zhuǎn)和偏航控制,,而不是通過移動(dòng)或擺動(dòng)整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)來改變方向,這樣可以極大地減輕結(jié)構(gòu)重量,。若將來技術(shù)發(fā)展允許的話可在機(jī)頭設(shè)置低能耗的等離子體發(fā)射裝置,,可大大的降低飛行的阻力。
3 z9 F6 U# c0 e! m+ k+ ` (一)隱身設(shè)計(jì): 現(xiàn)代戰(zhàn)爭要求作戰(zhàn)飛機(jī)不僅要有強(qiáng)大精確的火力還要求要有先進(jìn)的隱身功能,,這從美國的剛裝備的F-22“猛禽”戰(zhàn)斗機(jī)與聯(lián)合攻擊機(jī)可見一斑,。, F K, }, T0 \/ l |+ \9 g: B
因此,發(fā)展具有強(qiáng)大雷達(dá)系統(tǒng)的“克星”飛機(jī)成為必要,,我認(rèn)為其中有兩條途徑:一是發(fā)展預(yù)警機(jī),,但一般無作戰(zhàn)功能,并且由于帶有笨重的盤形雷達(dá),,影響其空氣動(dòng)力性,,無法實(shí)現(xiàn)機(jī)動(dòng)飛行,一旦被敵機(jī)靠近后果不堪設(shè)想。二是在戰(zhàn)斗機(jī)上安裝先進(jìn)雷達(dá)系統(tǒng),,但是增加了總體重量,,影響氣動(dòng)布局,勢必會(huì)影響其飛行性能,,所以為了盡量減少其副作用,,將雷達(dá)系統(tǒng)安置在什么地方成為首要考慮的問題。隱身的一個(gè)重要問題是氣動(dòng)布局,。類似B2,,“飛天”采用了翼身融合,無垂尾,、平尾的布局,,并且將進(jìn)氣道口以及發(fā)動(dòng)機(jī)融入機(jī)身,極大的減小了雷達(dá)反射面,。但是這種布局最大的問題就是縱向穩(wěn)定性以及控制,。因此,飛天采用了可翻折機(jī)翼,,以及機(jī)頭機(jī)動(dòng)翼,。在直飛時(shí),機(jī)翼可以向上折疊微小角度,,形成上反角,,以保持縱向穩(wěn)定性;在轉(zhuǎn)彎時(shí)(以左轉(zhuǎn)為例),,左側(cè)機(jī)翼折疊較大角度,,這時(shí)副翼就相當(dāng)于方向舵,并且由于左翼折疊,,左側(cè)升力減小,機(jī)身左傾,,升力恰好產(chǎn)生向左的分量,,這樣,可以很自然地實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)彎,。
% {8 r/ _: m: R2 k. ^( z' b 另外,為了適應(yīng)偶然的大迎角飛行,,以及改善超音速后襟翼氣動(dòng)效率下降和焦點(diǎn)前移的問題,在機(jī)頭設(shè)置了機(jī)頭機(jī)動(dòng)翼,。相比于鴨翼,,機(jī)動(dòng)翼最大的特點(diǎn)就是位于機(jī)頭,很容易改變流過機(jī)身的氣流特征,,并且有利于隱身,。大迎角時(shí),機(jī)動(dòng)翼下偏,可以將前緣駐點(diǎn)前移,,減緩氣流分離,,提高大迎角效率。超音速后,,可以通過調(diào)節(jié)機(jī)動(dòng)翼來補(bǔ)償?shù)皖^力矩,;并且由于機(jī)動(dòng)翼位于機(jī)頭,產(chǎn)生力矩較大,,可以取代氣動(dòng)效率下降的襟翼,。為了適應(yīng)超音速,甚至高超音速,,機(jī)身形狀設(shè)計(jì)成流線及三角的整和,整個(gè)機(jī)身扁而長,。但機(jī)頭機(jī)動(dòng)翼沒有設(shè)計(jì)成尖頭,而是扁形,,一來為了保證氣動(dòng)效率,,二來為了在大迎角時(shí)從兩側(cè)開始卷起大渦,起到大邊條的作用,,提高機(jī)翼的升力,。
+ c4 R2 `" N2 G; x4 }1 T1 O( r0 N) \# B (二) 動(dòng)力來源:渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)不是最為新穎,、先進(jìn)的動(dòng)力系統(tǒng),。未來大型遠(yuǎn)程交通必然要求其單位質(zhì)量的燃料能輸出大量的能量,傳統(tǒng)的化學(xué)能將造成費(fèi)用昂貴,,體積龐大等不利影響,,顯然不能滿足需要�,!帮w天”號的核心動(dòng)力為類似恒星釋放能量原理的原子級輕核聚變,。“飛天”號攜帶的主要燃料為地球海洋及宇宙中富含的氘和氚,。動(dòng)力裝置(基于磁約束原理的托卡馬克裝置和基于慣性約束聚爆理論的激光引爆裝置)安裝在機(jī)身里,,是聚變的場所,包括完善的安全設(shè)施和控制系統(tǒng)保證聚變安全可控的進(jìn)行,。聚變產(chǎn)生的巨大能量將聚變產(chǎn)物氦轉(zhuǎn)變?yōu)榈入x子態(tài),,由能量分配裝置分配到機(jī)尾和機(jī)翼后的噴射器高速噴出。根據(jù)動(dòng)量守恒原理,,航天器將獲得高速以克服星體的引力和縮短旅程時(shí)間,。當(dāng)然,由于其產(chǎn)物具有放射性不能用于低球大氣層中使用核動(dòng)力,,這就要求“飛天”號為混合動(dòng)力,,其中包括在地球大氣中升降使用的傳統(tǒng)化學(xué)能動(dòng)力;而旅客日常的能量需要完全可由機(jī)翼上的高效太陽能電池板來提供。本方案還采用火箭助推技術(shù),,助推器均采用偏二甲肼(C2H8N2)作為燃料,,氧化劑采用四氧化二氮(N2O4),讓此飛行器在速度方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過已往的飛行器,。這個(gè)設(shè)計(jì)使用貫通式空氣捕捉和武器設(shè)備都放在一個(gè)背翼的可做為進(jìn)氣口,,而把下面的作為武器裝置,這不僅可以改過去銷去過多的能量的噴發(fā)出現(xiàn)的熱度提高給飛機(jī)的隱身效果打折扣(未來的雷達(dá)不僅可有電子反射還最重要的是有熱度輻射的檢測),�,;鸺l(fā)動(dòng)機(jī)采用先進(jìn)的直排式氣動(dòng)塞式噴管(目前已在美國X-33項(xiàng)目中應(yīng)用)具有自動(dòng)高度補(bǔ)償功能,在任何高度下(包括真空)都有較高的性能,,氣動(dòng)塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的塞子在大氣層打開,,運(yùn)載器通過大氣層的上升段時(shí),它自動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié),。因?yàn)檫@種發(fā)動(dòng)機(jī)沒有復(fù)雜的大型噴管,,故可減少發(fā)動(dòng)機(jī)重量。直排式氣動(dòng)塞式發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的采用,,使得“飛天”號的主發(fā)動(dòng)機(jī)推重比高達(dá)90,。發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料均為液氘。
% X+ n7 Z7 _; }( e 猜想在今后可用地磁場作為牽引力,,那么飛機(jī)磁極所對應(yīng)的磁場就象風(fēng)箏的線頭帶動(dòng)飛機(jī)飛行,,改變磁場大小和方向控制飛機(jī)飛行的軌跡和速度。利用懸浮磁原理作為飛機(jī)停放,、升降的基礎(chǔ),。飛出地球吸引可以以太陽為引力源而逐級飛躍更高的空間,那么它能在太空中翱翔已不無可能,。
( b& w, |& I+ ?% `3 e (三)航電和武器:航電的來源為飛機(jī)表面上的晶體吸收的宇宙能量,;利用激光作為主要作戰(zhàn)武器,飛機(jī)上下部各方向均布置有激光發(fā)射口,。
. v( ?2 \6 a1 W( A! z! P 武器裝備:可對空中的任何戰(zhàn)斗機(jī)進(jìn)行空空導(dǎo)彈進(jìn)行彈道攻擊,,一次性可攜帶10000千克的導(dǎo)彈可對2 t6 X3 d" v% z1 m2 T
全球的各個(gè)角落進(jìn)行武裝打擊,空對地導(dǎo)彈社射擊,,中子彈,黑子武器的在上面廣泛的應(yīng)用,,粒子炮可
+ M) \2 r1 |, M& N 接受高空中的太陽黑子,。用“磁暴”來充當(dāng)最先進(jìn)的武器。
. M, C$ B4 v. f/ ~! O) h (四)智能控制:利用一臺(tái)大型計(jì)算機(jī)處理各種信息,,發(fā)出各種指令,。6 v9 [/ Z. T& v1 {$ V; k! Z% _& S
(五) 表面設(shè)計(jì):在材料方面,機(jī)體外殼采用高強(qiáng)度鋁合金制成半硬殼結(jié)構(gòu),發(fā)動(dòng)機(jī)的推進(jìn)劑殼體用鈦合金、玻璃纖維,,殼體內(nèi)部襯以橡膠類隔熱材料,,噴管喉部用鎢作為難熔骨架,再滲入銅,、銀等金屬材料,,作為自發(fā)汗冷卻劑�,!爸悄堋睆�(fù)合材料表面:借助于植入蒙皮內(nèi)的微型傳感器,、微處理器、光纖,、壓電材料等傳感器網(wǎng)“感覺”各部位聲,、溫、壓,、電,、磁等的變化,然后通過機(jī)載計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)處理這些數(shù)據(jù),,并傳送發(fā)出對所有參數(shù)和作動(dòng)器指令來調(diào)整采用了先進(jìn)智能柔性復(fù)合材料制造的結(jié)構(gòu)和蒙皮,。$ B; Z5 }4 h* {6 s. ^! _8 N
<1>使風(fēng)扇葉片在不同條件下處于相應(yīng)的最佳幾何外形狀態(tài)。在任意方向上不斷改變?nèi)~片上下表面的曲率,,使之根據(jù)飛機(jī)的速度,、流場的變化,自動(dòng)改變翼型,、葉片的后掠角,、平面形狀、彎度,、扭轉(zhuǎn)角,、弧度、翹曲角等,;3 t4 g. {! B0 p0 n- r7 C. D
<2>飛機(jī)蒙皮涂抹多層能吸收多種電磁波的涂覆型涂料,。雷達(dá)吸波涂料涂在底層,反紅外涂料涂在中間,,目視偽裝色漆覆蓋在外面,;
4 q+ c. ?+ }4 e" B: I <3>在涂層上覆蓋不同放射性物質(zhì),使飛機(jī)表面附近的局部空間發(fā)生電離,,從而達(dá)到既在外表面形成類似真空的狀態(tài)以減小阻力系數(shù),,又吸收衰減入射包括米波、厘米波,、毫米波以及紅外,、激光在內(nèi)的多波段電磁波的等離子層,;它還能隨著環(huán)境改變顏色,使肉眼不易分辨,。
+ A w* Y- d2 M# i) i7 k7 R2 o (六) 防熱材料:受熱溫度最高的部位采用比陶瓷材料輕得多的金屬基碳-碳防熱材料,,運(yùn)載器上表面的熱防護(hù)層使用兩種材料,1-300度以下溫度的區(qū)域使用鈦1 300度~1 800度的區(qū)域使用“因科”(inco)167,。飛行器相對溫度低一些的某些地方,,使用目前普遍采用的隔熱材料進(jìn)行熱防護(hù)。所有蒙皮下均埋設(shè)了溫差發(fā)電裝置可利用高低溫差進(jìn)行發(fā)電,,既降低了機(jī)體表面溫度又節(jié)約了大量能源,。
( ~, L+ g5 I+ \1 q1 }1 \) U 總體來說,本設(shè)計(jì)放棄了現(xiàn)在飛機(jī)的大部分基礎(chǔ),,它是一個(gè)吸收了已知的氣動(dòng)平臺(tái)理論和放棄了現(xiàn)代動(dòng)力來源的飛機(jī),。
3 g5 M% x0 F) r3 O (七)外形、結(jié)構(gòu)新穎
" g( y; V3 n" q& r: [& X �,、賵A滑外形加上電離造成的外表面局部真空使得阻力系數(shù)在任意方向都一樣小,,且不產(chǎn)生沖擊波,也就不存在空氣摩擦和熱障,,即:無音爆高超音速飛行,!這些既使噪音和振動(dòng)變小,達(dá)到噪音隱身效果,,同時(shí)降低油耗,;0 F- }, W" Y+ y) m: ~
②結(jié)構(gòu)利用具備抗墜毀,、抗彈擊能力的低磁性材料實(shí)現(xiàn)磁隱身,。且在飛行狀態(tài)下因戰(zhàn)斗等原因受創(chuàng)后,結(jié)構(gòu)內(nèi)的微傳感器將損傷的部位,、形狀,、應(yīng)力等變化情況傳給微處理器和機(jī)載中央計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)一面指揮傳感器和微處理器重構(gòu)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò),,使機(jī)載各系統(tǒng)正常工作,,一面控制飛機(jī)的飛行狀態(tài),以防發(fā)生超載”,、“失控”現(xiàn)象,,從而增強(qiáng)生存能力。
+ b. W. _& R3 k0 l. R (八)多維空間使用6 B) B. W& ~7 G: P: q
不僅擺脫夜間和不良天氣的束縛,,可以24小時(shí)全天候使用,,且不受地域空間限制:無論在空中、地面,,還是水面,、水下,均可自由馳騁,。利用水和空氣在力學(xué)方面具有類似的性質(zhì),,該機(jī)也具備水下“飛行”的能力。這樣無論江河湖海也都成為了飛機(jī)的使用環(huán)境,,進(jìn)而進(jìn)一步增大了飛機(jī)的多維隱蔽性,!
3 O' P2 d8 v: X5 Y/ C; x$ i 屆時(shí),“飛天”多維探索飛機(jī)將全面取代固定翼飛機(jī),、直升機(jī),、地效飛行器、潛水艇,,轟炸機(jī),,航天飛機(jī),進(jìn)行諸如橫渡臺(tái)灣海峽,、深海觀光等用途,,以更加嶄新的姿態(tài)和更為獨(dú)特的陸、海,、空優(yōu)勢成為未來的運(yùn)載平臺(tái),! 2 H l6 ~: r) _( I" v. X5 w0 ?
隨著科技的發(fā)展以及戰(zhàn)略的要求,未來我國的空天機(jī)必然是全新設(shè)計(jì)的,、新概念的,,有能力與美國最先進(jìn)的戰(zhàn)機(jī)抗衡。愿我國的全天候機(jī)早日飛上長空,,傲視全球,。 |
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