未來(lái)直升機(jī)的技術(shù)發(fā)展

第二代戰(zhàn)爭(zhēng)理論美國(guó)和印度于2004年2月開(kāi)展了一次名為“與印度4號(hào)作戰(zhàn)”的聯(lián)合軍事訓(xùn)練，主要研究未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)中作戰(zhàn)飛機(jī)的作戰(zhàn)能力。俄羅斯專(zhuān)家斯里普琴科近年來(lái)提出了“第六代戰(zhàn)爭(zhēng)”的理論,給出了未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)的許多新的作戰(zhàn)形式,包括空天戰(zhàn)、無(wú)人機(jī)戰(zhàn)、網(wǎng)絡(luò)信息戰(zhàn)等。這些對(duì)作戰(zhàn)飛機(jī)的戰(zhàn)技要求和戰(zhàn)爭(zhēng)形式是軍事理論發(fā)展和軍事革命演變的產(chǎn)物,必然對(duì)現(xiàn)階段作戰(zhàn)飛機(jī)的研發(fā)重點(diǎn)和未來(lái)的發(fā)展方向提出新的要求。1未來(lái)戰(zhàn)斗機(jī)技術(shù)的進(jìn)步1.1加式智慧航天器高超聲速飛行器可能包括:可以加速到Ma=15～20的高超聲速可操縱再入式飛行器;可以在2h內(nèi)到達(dá)地球上任意一個(gè)角落的全球跨大氣層轟炸機(jī)等。高超聲速飛行器的關(guān)鍵技術(shù)包括高超聲速推進(jìn)系統(tǒng)、機(jī)體/推進(jìn)一體化設(shè)計(jì)、材料和結(jié)構(gòu)、熱防護(hù)系統(tǒng)以及氣動(dòng)力研究等,這些技術(shù)都是航空航天技術(shù)中的尖端。1.2飛機(jī)一體化技術(shù)飛機(jī)一體化設(shè)計(jì),包括技術(shù)集成,即將各種航空專(zhuān)業(yè)技術(shù)互相交叉滲透;系統(tǒng)集成,即將彼此獨(dú)立的系統(tǒng)綜合在一起,實(shí)現(xiàn)信息和資源共享;過(guò)程集成,即將飛機(jī)設(shè)計(jì)、制造、使用維護(hù)和改進(jìn)改型中將要遇到的技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行統(tǒng)一考慮,實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)/制造一體化,并為今后的改進(jìn)改型做好預(yù)先規(guī)劃。目前,飛機(jī)一體化技術(shù)的主要發(fā)展方向是:繼續(xù)探索新材料、新結(jié)構(gòu)、新型氣動(dòng)力布局和新的控制手段,并把這些新技術(shù)集成到飛機(jī)設(shè)計(jì)中;進(jìn)一步完善CAD/CAM軟件和仿真、虛擬現(xiàn)實(shí)軟件,為設(shè)計(jì)人員提供更加直觀、高效的設(shè)計(jì)平臺(tái);進(jìn)一步擴(kuò)大并行工程在飛機(jī)研制中的應(yīng)用,進(jìn)一步提高飛機(jī)研制的信息化水平。1.3等離子體屏熱壓法“全頻譜”隱身的一個(gè)方向是研制出能對(duì)雷達(dá)波、紅外線(xiàn)和光波都有效的隱身涂料,包括可同時(shí)應(yīng)付多種頻譜的多層或多功能隱身涂料和新型的導(dǎo)電涂層、放射性同位素涂層等涂料。另一個(gè)方向是通過(guò)在機(jī)體內(nèi)放置等離子發(fā)生器或?qū)⒛撤N放射性物質(zhì)覆蓋在機(jī)體上,使飛機(jī)表面附近的局部空間發(fā)生電離,形成能吸收雷達(dá)波的等離子體。在高空,此種等離子屏可以在很寬的頻帶范圍內(nèi)吸收絕大部分雷達(dá)波。它還有一大特點(diǎn),即它的吸波能力會(huì)隨飛行高度的增加而提高,因而,用于高空高速無(wú)人機(jī)上非常理想。1.4飛行狀態(tài)的智能化控制目前,美國(guó)正在研究可在任意方向上進(jìn)行可控變形的機(jī)翼,采用先進(jìn)的智能結(jié)構(gòu)和材料,加上智能化的控制系統(tǒng),可使空中飛行的飛機(jī)在不同速度、迎角狀態(tài)下,根據(jù)指令自動(dòng)改變機(jī)翼的后掠角、平面形狀、彎度、扭轉(zhuǎn)度、弧度、翹曲度等。這種智能變形機(jī)翼對(duì)于改善飛機(jī)的機(jī)動(dòng)性能、起降性能和安全性能具有不可估量的價(jià)值。1.5氣動(dòng)力控制面目前,先進(jìn)主動(dòng)流場(chǎng)控制技術(shù)已成為空氣動(dòng)力學(xué)發(fā)展中最具潛力的前沿技術(shù)。高級(jí)的主動(dòng)流場(chǎng)控制技術(shù)可以用來(lái)構(gòu)筑“虛擬”的氣動(dòng)力控制面,對(duì)全機(jī)流場(chǎng)實(shí)現(xiàn)完全自如的控制。未來(lái)的主動(dòng)流場(chǎng)控制技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用還需要深入地開(kāi)展對(duì)三維非定常流、層流與湍流、附著與分離流動(dòng)的物理機(jī)理研究,并能對(duì)這些復(fù)雜流場(chǎng)的時(shí)間和空間變化實(shí)現(xiàn)數(shù)值模擬,并大力發(fā)展微米、納米傳感器和作動(dòng)器技術(shù)。1.6虛擬出租車(chē)的實(shí)現(xiàn)和驗(yàn)證虛擬駕駛艙(VC)技術(shù)通過(guò)人機(jī)接口輸出三維視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)和觸覺(jué)信息,多通道刺激人的感官而使人在頭腦中形成身臨其境的感覺(jué)。美、英、法、德等國(guó)未來(lái)先進(jìn)飛機(jī)駕駛艙設(shè)計(jì)都是在虛擬駕駛艙的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。美國(guó)空軍計(jì)劃下一代戰(zhàn)斗機(jī)駕駛艙到2005年前達(dá)到“大圖像”水平,2015年達(dá)到臨境虛擬駕駛艙水平。1998年美國(guó)無(wú)人機(jī)操縱員控制室的虛擬增強(qiáng)接口已達(dá)到24%,在2005年的部分臨境接口要達(dá)到50%,在2015年的全臨境接口要達(dá)到90%。到2020年以后,美國(guó)空軍計(jì)劃無(wú)人機(jī)操縱員控制室最終實(shí)現(xiàn)全臨境虛擬駕駛艙。虛擬駕駛艙所涉及的關(guān)鍵技術(shù)包括:全色、高分辨率、高亮度的大視場(chǎng)頭盔顯示器以及高精度頭位跟蹤器甚至視線(xiàn)跟蹤器;交互式大屏幕顯示器;三維聲音告警系統(tǒng);語(yǔ)音識(shí)別器;智能信息管理系統(tǒng)以及駕駛員助手。以上介紹的這些技術(shù)由于具有相當(dāng)?shù)某靶?因而研究所需的投資大、周期長(zhǎng)、風(fēng)險(xiǎn)高,但它們潛在的使用價(jià)值和對(duì)未來(lái)航空技術(shù)領(lǐng)域的重大影響對(duì)各軍事強(qiáng)國(guó)有著巨大的誘惑力。2美國(guó)提出航空科技發(fā)展規(guī)劃繼美國(guó)第四代戰(zhàn)機(jī)F/A-22發(fā)展成功后,為迎接航空領(lǐng)域存在的重要技術(shù)挑戰(zhàn)和繼續(xù)發(fā)展美國(guó)的新一代戰(zhàn)機(jī),NASA最近提出了一份2002—2025年間的航空科技研究發(fā)展規(guī)劃。在這份規(guī)劃中,NASA在作戰(zhàn)飛機(jī)的研究方面提出了一系列新技術(shù)和新概念的發(fā)展計(jì)劃,主要包括三項(xiàng)飛行研究計(jì)劃和三種新概念試驗(yàn)研究機(jī)。2.1關(guān)于飛機(jī)研究計(jì)劃NASA的飛行試驗(yàn)研究計(jì)劃由德萊頓飛行研究中心實(shí)施。目前正在進(jìn)行的重點(diǎn)項(xiàng)目包括:2.1.1無(wú)人機(jī)技術(shù)開(kāi)發(fā)ERAST項(xiàng)目是一項(xiàng)于1994年開(kāi)始實(shí)施的計(jì)劃,目標(biāo)之一是開(kāi)發(fā)無(wú)人機(jī)技術(shù)。其技術(shù)驗(yàn)證機(jī)是一種能夠晝夜飛行的太陽(yáng)能飛機(jī),稱(chēng)為太陽(yáng)神無(wú)人機(jī)。該機(jī)在2001年的一次試飛中飛行高度突破29.5km,創(chuàng)造了無(wú)火箭動(dòng)力飛機(jī)的飛行高度紀(jì)錄。2.1.2控制面面為復(fù)合機(jī)翼主動(dòng)氣動(dòng)彈性機(jī)翼研究計(jì)劃的最終目標(biāo)是掌握如何利用機(jī)翼扭轉(zhuǎn)進(jìn)行跨聲速和超聲速滾轉(zhuǎn)控制,將整個(gè)機(jī)翼作為一個(gè)控制面來(lái)使用。如果計(jì)劃成功,未來(lái)高速飛機(jī)有可能無(wú)需飛機(jī)尾部的水平控制面。NASA認(rèn)為主動(dòng)氣動(dòng)彈性機(jī)翼計(jì)劃是其“變形飛機(jī)”計(jì)劃的第一步,柔性變形機(jī)翼所應(yīng)用的靈敏材料、主動(dòng)流場(chǎng)控制和其它新技術(shù)都是本世紀(jì)航空航天飛行器的關(guān)鍵技術(shù)。2.1.3神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器軟件NASA從2001年開(kāi)始一項(xiàng)智能飛行控制系統(tǒng)驗(yàn)證飛行試驗(yàn),該系統(tǒng)能使未來(lái)的飛機(jī)在出現(xiàn)主系統(tǒng)失效、作戰(zhàn)損壞的情況下仍能安全、受控地著陸。損壞的機(jī)載計(jì)算機(jī)可“重學(xué)習(xí)”,用專(zhuān)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器軟件使飛機(jī)飛行。沒(méi)有這種靈巧軟件,嚴(yán)重的事故問(wèn)題,如部分機(jī)翼?yè)p壞、機(jī)身分解或傳感器失靈,都會(huì)大大改變飛機(jī)的處理方式,飛機(jī)可能會(huì)出現(xiàn)奇特的響應(yīng),控制裝置也將不能正常工作。IFCS的飛行研究由NF-15B試驗(yàn)研究機(jī)承擔(dān)。研究重點(diǎn)放在為飛機(jī)的飛行控制計(jì)算機(jī)開(kāi)發(fā)具有自學(xué)能力的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)軟件,這種軟件能自動(dòng)將飛機(jī)系統(tǒng)數(shù)據(jù)與正常飛行狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,并自動(dòng)調(diào)整飛行控制律來(lái)補(bǔ)償已損壞的或不起作用的飛行控制面或系統(tǒng)功能。飛行研究成功后可能首先將IFCS應(yīng)用于C-17之類(lèi)的運(yùn)輸機(jī)平臺(tái)上。2.2三種新的概念研究為促進(jìn)航空試驗(yàn)飛行器的發(fā)展,長(zhǎng)期以來(lái)NASA一直持續(xù)不斷地探索研究先進(jìn)飛行器概念。2.2.1x-33a無(wú)人機(jī)X-43A是NASA為其“超高聲速”計(jì)劃研制的一種縮小的高超聲速研究機(jī),用于驗(yàn)證超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)作為高超聲速飛行器動(dòng)力裝置的可行性。X-43A是世界上第一種使用沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的高超聲速飛行器,而且使用范圍將延伸到Ma=10以上。2004年3月27日,一架經(jīng)過(guò)改裝的B-52轟炸機(jī)搭載著X-43A無(wú)人機(jī)(圖2),從愛(ài)德華茲空軍基地起飛。在大約12.2km的高空,B-52轟炸機(jī)與X-43A分離。接下來(lái),與X-43A捆綁在一起的飛馬火箭點(diǎn)火,將X-43A推至大約30km的高空。此時(shí),X-43A啟動(dòng)自身發(fā)動(dòng)機(jī)與火箭分離,開(kāi)始一個(gè)短時(shí)的無(wú)動(dòng)力飛行準(zhǔn)備進(jìn)入加力試驗(yàn)程序,接著打開(kāi)超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī),以大約8000km/h(Ma=7)開(kāi)始獨(dú)立飛行。約6min后,飛機(jī)按預(yù)定程序墜入太平洋。到目前為止,NASA已經(jīng)研制成功了兩架X-43A,在經(jīng)歷了首架機(jī)失敗后,仍在用第二架機(jī)進(jìn)行Ma=10的飛行試驗(yàn),并將試驗(yàn)結(jié)果用于NASA和空軍的X-43C先進(jìn)航天運(yùn)輸聯(lián)合項(xiàng)目中。2.2.2飛行性能好目前NASA與波音公司正在設(shè)計(jì)和研制一種具有革命意義的復(fù)合式飛機(jī)——蜻蜓鴨式旋翼/機(jī)翼(CRW)無(wú)人機(jī)(圖3)。這種無(wú)人機(jī)有像直升機(jī)一樣的旋翼,當(dāng)無(wú)人機(jī)起飛降落時(shí)它具有直升機(jī)的旋翼功能,當(dāng)無(wú)人機(jī)垂直升到所需高度時(shí)旋翼被鎖定在機(jī)身上作為固定機(jī)翼,從而使飛機(jī)既具有直升機(jī)一樣的垂直起降和空中懸停能力,又具有固定翼飛機(jī)那樣的高速巡航飛行能力。這種設(shè)計(jì)不僅融合了兩種不同種類(lèi)飛機(jī)的飛行性能,提高了各自的飛行包線(xiàn),而且還具有較低的信號(hào)特征值和很好的高速飛行性能。按照設(shè)計(jì)者的構(gòu)想,實(shí)用型的有人駕駛和無(wú)人駕駛CRW的巡航速度要求達(dá)到693km/h,飛行高度達(dá)到10668m。目前NASA和波音公司已制造出兩架蜻蜓無(wú)人駕駛樣機(jī),其中一架已經(jīng)成功進(jìn)行了首飛。2.2.3x-45a新的飛機(jī)從1999年開(kāi)始,NASA、美空軍、洛克希德·馬丁公司和普惠公司聯(lián)手設(shè)計(jì)研制一個(gè)全新的矢量推力試驗(yàn)飛機(jī)——X-44AMANTA,稱(chēng)之為“多軸無(wú)尾飛機(jī)”。該機(jī)采用F/A-22的機(jī)體加上一個(gè)碩大的三角翼,去掉了F/A-22的垂尾和所有可動(dòng)操縱面,從而可使其飛機(jī)雷達(dá)反射截面減至最低,并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、質(zhì)量輕、燃油容量較大、機(jī)動(dòng)性能突出。X-44A計(jì)劃旨在驗(yàn)證純推力矢量控制的飛機(jī)的可操縱性,從而取消全部氣動(dòng)操縱舵面,成為真正的無(wú)尾飛機(jī)。這樣不僅大大改善了飛機(jī)的過(guò)失速機(jī)動(dòng)能力,提高空戰(zhàn)效能,而且還將大大減小飛機(jī)幾何阻力和質(zhì)量,進(jìn)一步增強(qiáng)隱身能力,提高飛機(jī)性能,降低成本。3關(guān)于五代機(jī)的發(fā)展3.1世紀(jì)前20年,全球軍隊(duì)發(fā)展迅速,為我國(guó)航空工業(yè)的發(fā)展提供保障目前,從美國(guó)開(kāi)始,在世界各軍事大國(guó)掀起了一場(chǎng)新軍事革命的浪潮,各國(guó)都爭(zhēng)相提高軍費(fèi)來(lái)迎接這場(chǎng)新軍事革命的挑戰(zhàn)。新軍事革命的核心是作戰(zhàn)平臺(tái)的信息化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化和一體化。這場(chǎng)新軍事革命可能在2015年內(nèi)形成。那時(shí)世界上多數(shù)大國(guó)軍隊(duì)都將完成武器裝備的更新?lián)Q代,而作為保持科學(xué)技術(shù)領(lǐng)先地位的超級(jí)大國(guó)——美國(guó)將于2007—2010年間首先具有打一場(chǎng)新軍事革命戰(zhàn)爭(zhēng)的能力。這場(chǎng)新軍事革命也給我國(guó)軍機(jī)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來(lái)積極影響。21世紀(jì)前20年是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要戰(zhàn)略機(jī)遇期,同時(shí)也給我國(guó)航空工業(yè)的快速發(fā)展提供了極好的投入保障。從海灣戰(zhàn)爭(zhēng)、科索沃戰(zhàn)爭(zhēng)和第二次伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)可以看出,即使在信息化和電子戰(zhàn)十分發(fā)達(dá)的今天,作為現(xiàn)代化戰(zhàn)爭(zhēng)的重要武器平臺(tái)——作戰(zhàn)飛機(jī)不僅在未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)中將占有重要的地位,而且由于大量新技術(shù)和新裝備的應(yīng)用、新的作戰(zhàn)思想的確立、新的組織體制的形成,其作戰(zhàn)效能和作戰(zhàn)作用將進(jìn)一步增強(qiáng)和提高。3.2對(duì)中國(guó)的影響我國(guó)軍機(jī)下一步向什么方向發(fā)展?這不但要分析國(guó)外戰(zhàn)機(jī)未來(lái)可能采用的前沿技術(shù),更要分析未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)的空戰(zhàn)模式,對(duì)未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)的構(gòu)架有一個(gè)清晰的認(rèn)識(shí)。目前,我國(guó)的第三代戰(zhàn)機(jī)已經(jīng)開(kāi)始裝備部隊(duì),第四代機(jī)也處于發(fā)展之中,第五代機(jī)的研發(fā)思路還不太明確。但與此同時(shí),美國(guó)的四代機(jī)F/A-22已經(jīng)服役,雖然美國(guó)對(duì)自己的第五代戰(zhàn)機(jī)的發(fā)展方向還沒(méi)有提出一個(gè)明確的概念,但一些基礎(chǔ)研究項(xiàng)目(如無(wú)人作戰(zhàn)飛機(jī))已經(jīng)研制成功并投入了飛行驗(yàn)證,美國(guó)的一些專(zhuān)家近年來(lái)也在國(guó)際上大力制造無(wú)人機(jī)代替有人機(jī)的輿論。已經(jīng)有一些國(guó)家認(rèn)為未來(lái)的藍(lán)天就是無(wú)人機(jī)的天下了。如何實(shí)現(xiàn)“跨越式”發(fā)展,也就是我國(guó)的軍機(jī)產(chǎn)業(yè)如何跨越F/A-22,在美國(guó)第五代機(jī)研制成功前后,研制出我國(guó)的第五代機(jī)的問(wèn)題,這就要求我們突破美國(guó)的研發(fā)思路,不能被美國(guó)牽著鼻子走。國(guó)內(nèi)有人認(rèn)為這個(gè)第五代機(jī)也是無(wú)人作戰(zhàn)平臺(tái),甚至舉出了無(wú)人作戰(zhàn)飛機(jī)的種種好處。如果沿美軍的輿論導(dǎo)向研制無(wú)人作戰(zhàn)飛機(jī),我個(gè)人認(rèn)為這個(gè)方向還需商榷。這是因?yàn)槲覈?guó)的國(guó)情、軍情與美軍有較大不同。一是就我國(guó)航空工業(yè)的基礎(chǔ),無(wú)人作戰(zhàn)平臺(tái)所需的網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)、材料技術(shù)、隱形技術(shù)、發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)等諸多方面還難以與美國(guó)匹敵;二是未來(lái)戰(zhàn)場(chǎng)的制電磁權(quán)很可能在我軍完成新軍事革命的任務(wù)后還沒(méi)有把握比美軍占有較大優(yōu)勢(shì);三是軍用無(wú)人機(jī)存在固有的重大缺陷,這些無(wú)人機(jī)的缺陷包括:無(wú)人機(jī)的抗干擾技術(shù)與突飛猛進(jìn)的電磁干擾技術(shù)相比,還非常落后,因而常常出現(xiàn)無(wú)人機(jī)因受到有意或無(wú)意干擾而導(dǎo)致工作失常、效率降低,甚至墜毀或被敵方利用的情況。無(wú)人機(jī)升天以后的飛行控制,以及無(wú)人機(jī)獲得情報(bào)后向后方的實(shí)時(shí)傳輸,均需要通過(guò)無(wú)線(xiàn)電指令來(lái)傳輸。但這種雙向遠(yuǎn)程通信的保密問(wèn)題一直未能得到有效解決,以致無(wú)人機(jī)的飛行安全和情報(bào)傳輸安全難以得到保障,往往給敵方破壞無(wú)人機(jī)飛行,阻攔情報(bào)傳輸,甚至俘獲無(wú)人機(jī)創(chuàng)造可乘之機(jī)。在現(xiàn)代空中作戰(zhàn)中,無(wú)人機(jī)面對(duì)的將是大量偽裝技術(shù)(如迷彩、偽裝網(wǎng)、假目標(biāo)、煙霧、紅外及雷達(dá)誘餌等),由于無(wú)人機(jī)依賴(lài)于預(yù)先儲(chǔ)存的目標(biāo)信息識(shí)別目標(biāo),或地面遙控人員通過(guò)視頻信號(hào)辨別目標(biāo),缺乏智能化辨識(shí)系統(tǒng),一旦敵方改變目標(biāo)特征或設(shè)置與目標(biāo)相類(lèi)似的假目標(biāo),就容易誘使無(wú)人機(jī)誤認(rèn)、誤炸。所以說(shuō),第五代機(jī)以無(wú)人機(jī)為發(fā)展方向,很可能最后落得“東施效顰”的結(jié)果。3.3x-45a高超聲速研究機(jī)“空天飛機(jī)”推進(jìn)有中國(guó)特色的軍事變革要有前瞻的眼光,尤其在發(fā)展我國(guó)的第五代機(jī)方面?？仗鞈?zhàn)機(jī)是一種集航空、航天技術(shù)于一身,兼有航空和航天兩種功能,能執(zhí)行軍事任務(wù)的載人航天器。有人把X-43A高超聲速研究機(jī)叫“空天飛機(jī)”,但它的設(shè)計(jì)是不載人的,目前也是不能作戰(zhàn)的;也有人認(rèn)為可以把“航天飛機(jī)”發(fā)展為“空天戰(zhàn)機(jī)”,但航天飛機(jī)是以火箭助推、垂直起飛、水平著陸的,很難發(fā)展為本文的“空天戰(zhàn)機(jī)”。我認(rèn)為,我軍的第五代機(jī)的發(fā)展方向應(yīng)以載人的空天戰(zhàn)機(jī)為發(fā)展方向,這種空天戰(zhàn)機(jī)應(yīng)具備以下主要特點(diǎn)。3.3.1發(fā)動(dòng)機(jī)馬來(lái)沖直飛飛式飛行空天戰(zhàn)機(jī)安裝有變循環(huán)式發(fā)動(dòng)機(jī),在不同的飛行高度發(fā)動(dòng)機(jī)可在噴氣式與沖壓式發(fā)動(dòng)機(jī)之間轉(zhuǎn)換,這種發(fā)動(dòng)機(jī)的尾噴口可以360°轉(zhuǎn)向,實(shí)現(xiàn)推力矢量變化。戰(zhàn)機(jī)可以去掉平尾和垂尾,以發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴口的差動(dòng)轉(zhuǎn)向?qū)崿F(xiàn)飛機(jī)姿態(tài)的變化。這種戰(zhàn)機(jī)以噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)起飛并加速到Ma=2,再過(guò)渡到?jīng)_壓式發(fā)動(dòng)機(jī)工作,加速到Ma=6以上的高超聲速并上升到30km以上的亞軌道,然后關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)以慣性方式躍飛,上升到近百千米的高度,當(dāng)躍飛到頂點(diǎn)后,下降高度再開(kāi)啟沖壓式發(fā)動(dòng)機(jī)工作加速,接著進(jìn)行下一個(gè)躍飛,如此往復(fù),稱(chēng)作“躍飛”式飛行,一個(gè)躍飛可達(dá)幾百公里?？仗鞈?zhàn)機(jī)目前存在的主要技術(shù)難關(guān)是這種變循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的研制問(wèn)題。3.3.2高超聲速空天機(jī)動(dòng)機(jī)動(dòng)經(jīng)過(guò)30多年的不懈努力,高超聲速技術(shù)研究在20世紀(jì)90代后取得了重大突破,已從概念和原理探索階段進(jìn)入以飛行器為應(yīng)用背景的先期技術(shù)開(kāi)發(fā)階段。目前,美國(guó)、俄羅斯、法國(guó)、德國(guó)、日本和印度等經(jīng)過(guò)多年研究已取得不少技術(shù)成果,尤其在推進(jìn)技術(shù)、結(jié)構(gòu)材料、空氣動(dòng)力和飛行控制等關(guān)鍵技術(shù)研究方面不斷取得突破。高超聲速空天戰(zhàn)機(jī)的出現(xiàn)會(huì)使戰(zhàn)場(chǎng)空間更加廣闊,速度為Ma=6以上的空天戰(zhàn)機(jī),能在6h內(nèi)在30km以上的高空環(huán)繞地球一周,迅速打擊數(shù)千或上萬(wàn)公里外的各類(lèi)目標(biāo),這大大地拓展了戰(zhàn)場(chǎng)的空間?？仗鞈?zhàn)機(jī)既能作為航空兵參加空地聯(lián)合作戰(zhàn),又能加入天軍行列,征戰(zhàn)太空,還能發(fā)射、維修和回收衛(wèi)星,擔(dān)負(fù)偵察監(jiān)視與預(yù)警任務(wù),更能打擊低軌道的敵方衛(wèi)星,作為空間武器發(fā)射平臺(tái)、戰(zhàn)時(shí)太空預(yù)備指揮所等。高超聲速飛行的空天戰(zhàn)機(jī)飛行速度太快、高度太高,使得現(xiàn)有的防空系統(tǒng)的攔截概率大幅度下降,因而具有較高的突防成功率,可有效地制約敵方預(yù)警和武器系統(tǒng)整體功能的發(fā)揮。圖4為美軍的兩種高超聲速轟炸機(jī)構(gòu)想圖。3.3.3精確打擊時(shí)附帶損傷高超聲速動(dòng)能武器不僅能通過(guò)熱輻射和沖擊波對(duì)目標(biāo)造成毀傷,而且能依靠直接命中來(lái)破壞目標(biāo)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。精確打擊時(shí)附帶的損傷比常規(guī)精確制導(dǎo)武器要小得多。高超聲速導(dǎo)彈、炮彈或炸彈的體積比一般射彈要小許多,因此空天飛機(jī)可大量裝載,作戰(zhàn)威力顯著增強(qiáng)。3.3.4空天機(jī)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)由于在近地大氣層外的亞軌道上飛行,阻力小,又不涉及領(lǐng)空問(wèn)題,所以空天戰(zhàn)機(jī)的航程可達(dá)上萬(wàn)公里,能用于執(zhí)行全球作戰(zhàn)任務(wù),且無(wú)需空中加油和各種保障基地。如果大量使用,作戰(zhàn)保障費(fèi)用將會(huì)大為減少?？仗鞈?zhàn)機(jī)采用變循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī),可在一般的機(jī)場(chǎng)象現(xiàn)代戰(zhàn)機(jī)一樣水平起降,快速回收、快速補(bǔ)充燃料和彈藥,重新起飛執(zhí)行作戰(zhàn)任務(wù)。現(xiàn)役的殲擊機(jī)飛行員在經(jīng)過(guò)一定培訓(xùn)后就可以駕駛空天戰(zhàn)機(jī),費(fèi)用比培訓(xùn)航天員低得多。3.3.5等離子體技術(shù)的特點(diǎn)等離子體技術(shù)的關(guān)鍵是在飛行器飛行環(huán)境下在其周?chē)a(chǎn)生等離子云團(tuán),且對(duì)等離子體能量、電離度、振蕩頻率和碰撞頻率等特征參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì),使其能滿(mǎn)足對(duì)雷達(dá)波的吸收和繞射的特定要求。等離子體隱身技術(shù)具有如下獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn):吸波頻帶寬、吸收率高、隱身效果好、使用簡(jiǎn)便、使用時(shí)間長(zhǎng)、價(jià)格極其便宜;無(wú)需改變飛機(jī)等裝備的氣動(dòng)外形設(shè)計(jì),由于沒(méi)有吸波材料和涂層,維護(hù)費(fèi)用大大降低。俄羅斯近年來(lái)在等離子體技術(shù)方面已經(jīng)取得了突破性的進(jìn)展,已經(jīng)領(lǐng)先于美國(guó)。俄羅斯的實(shí)驗(yàn)證明,利用等離子體隱身技術(shù)不但不會(huì)影響飛行器的飛行性能,還可以減少30%以上的飛行阻力。采用等離子體