使用壓縮空氣代替控制面的X-Plane正進行風洞測試
DARPA已經授予極光飛行科學公司CRANE(用新型效應器控制革命性飛機)項目的第二階段合同,此前對一個使用壓縮空氣爆發代替控制面的縮小版X-Plane進行了風洞測試。
升降舵、副翼、方向盤、襟翼、穩定器… 從萊特兄弟的飛行器到F-35,有史以來幾乎每架飛機都使用移動控制面來巧妙地改變飛行過程中的形狀,改變空氣動力壓力和力量來調整俯仰、偏航和滾動。
DARPA的CRANE計劃不會這樣做;它的目標是建立”一個可以在沒有傳統的機翼和機尾外部移動飛行控制的情況下飛行的X型飛機演示器”。為什麼?該機構希望消除移動控制面所涉及的重量和機械複雜性。它想減少阻力以提高效率,它想運行更厚的機翼以滿足結構上的需要並容納更多的燃料,它還想簡化高升力系統,提高整體性能並實現更高的攻角。
沿著機翼的幾組噴嘴噴射壓縮空氣,以在必要時改變空氣動力學特性
這架飛機將沒有外部移動部件。它完全使用主動流動控制(AFC)技術飛行,使用沿機翼的一系列噴嘴陣列連接到一個加壓空氣系統,能夠吹出受控的空氣爆發,可以直接改變飛機周圍的氣壓和流動,並擾亂以不同速度移動的氣流之間的邊界層。有效地,它被設計成用壓縮空氣來創造虛擬控制面。
北約科學和技術組織正在進行的一個類似的AFC項目在大約五年前就有小規模的模型在飛行,但迄今為止,極光飛行科學公司主要在風洞中工作。在第一階段的模型測試中,該公司製造了一架25%比例的原型飛機,有11個可移動的常規控制面,以及14個AFC組,由8個可單獨控制的供氣通道供給。試驗過程在為期四周的風洞測試中,收集了超過14000個數據點。
現在,隨著項目第二階段的開始,極光公司已經開始了全尺寸無人駕駛AFC測試飛機的詳細工程設計,其翼展為30英尺(9米),總重量為7,000磅(3175公斤),並能以高達0.7馬赫(537英里/小時,864公里/小時)的速度飛行。這將是一個模塊化的機器,機翼可更換,以測試不同的機翼形狀和掃描,並有能力更換整個AFC效應器噴嘴組,以測試不同的設計。
四個多星期的風洞測試產生了足夠的數據,使極光公司開始建立AFC飛行控制系統
如果DARPA接受這個項目第三階段的成果,極光公司將建造完整尺寸的試飛機型,並在2025年的某個時候將其投入飛行測試。
“在過去的幾十年裡,主動流控制社區已經取得了重大進展,使主動流控制技術能夠整合到先進的飛機中。”DARPA的CRANE項目經理Richard Wlezien說:”我們對完成以AFC為主要設計考慮的示範飛機的設計和飛行測試充滿信心。有了模塊化的機翼部分和模塊化的AFC效應器,CRANE X飛機有可能在CRANE計劃結束後長期作為測試資產存在。”
“鑑於我們在CRANE的前幾個階段對AFC及其在戰術飛機上的應用的所有了解,下一步是在飛行中證明這些了解,”Aurora公司政府項目副總裁Graham Drozeski補充說。”CRANE X飛機是專門為探索AFC技術在任務相關規模和馬赫數下的有效性而設計的。”