第三届创新杯飞行器设计大赛获奖作品(部分)

天思

--“青燕”引射扑翼机
一、引言
　　垂直/短距起降，多少年来，成为航空器设计的至上目标之一。直升机、旋翼机、垂直起降喷气式飞机等，都不失为解决这一问题的有效方法。
3 i5 f: \3 y9 h$ n, _1 r　　然而，为了达到垂直/短距起降，它们都各自付出了一定的代价：
6 y7 [% [. a( P7 c# T+ J6 b" \7 P9 J4 s　　常规的解决方案是直升机。直升机的旋桨系统在垂直起降时的作用相当明显，但旋桨所能提供的前飞速度极为有限，若加装喷射推进装置，则在垂直起降时又增加了相当大的无效负载。此外，普通单旋翼直升机的不对称气流特性，以及共轴式双旋翼直升机的上旋翼对下旋翼的下洗流影响等都使得直升机的设计、分析情况较为复杂。
, t( j# y' X: m4 R) p' d3 ~! }　　倾转旋翼机及鸭式翼旋翼机在垂直起降与平飞过程中都分别表现出了优良的性能，但在垂直起降悬停与平飞转换时的稳定性问题仍然没有解决。
/ }9 Q6 |3 @9 G4 e  J4 X/ B+ b. v　　目前，垂直起降喷气式飞机是一种效果较好的方法，但在垂直/短距起降过程中，机翼除了稳定作用，对升力并未做出贡献。
　　另一方面，扑翼机的研究已有诸多方面的成果，各国纷纷推出了试验性的扑翼机。扑翼机的最大特点就在于将升力元件与动力元件合二为一，形成独特的升力系统，在中低速、高机动情况下飞行性能良好。
　　人们很早就开始了对扑翼飞行的思考。先人曾经认为，只要上下扑打翅膀，就能够腾空飞翔。而事实上，单纯的上下扑动只能实现“上下跳跃”而无法腾空，关键在于上下扑动的同时应当有适当的俯仰角度变化以及扑动频率，加之对柔性翼特殊性能的运用，如今的人类，已在微型、小型扑翼机上获得了一定成功。然而，微型、小型扑翼机虽能执行一定特殊任务，但航程很短，带负载能力也极为有限。而柔性翼在更大一些的扑翼机上显然不适用，因此需要采取一定改进措施。
6 _' e; Z' e1 b　　通过对鸟类飞翔的观察以及风洞、水洞试验，我们不难发现，柔性翼的关键，在于翼的前缘后缘在扑动时，后缘的运动总是滞后于前缘，使翼在上扑时，翼呈仰角向上扑动，使空气切向通过翼的上下表面，产生升力，下扑时，翼呈俯角向下扑动，扇动空气，获得升力和推力。由此可见，只要适时调整翼的俯仰，采用刚性翼与挠性翼，同样可以实现扑翼飞行。
( b, a, }# }% }; L5 a  y& T+ }　　扑翼机的另一大困难在于起飞，由于在低速度情况下，上扑时，要使升力克服阻力，就需要将扑动频率提得很高，若应用于稍大一些的扑翼机，则需要耗费很大的功率，同时，传动系统的强度刚度也难于保证。此外，单纯扑翼提供的动力是间歇性的，在低速、较低扑动频率情况下必然造成机身波动，影响飞行平稳性。
2 `/ Y* O$ @, U: N8 Y$ H　　同时，引射喷射技术则恰恰能够弥补上述扑翼飞行的不足，并使扑翼机获得了垂直/短距起降的性能。
6 w) p% V3 |- u$ T9 C  f# C　　基于上述思考，这里提出一种新的垂直/短距起降方案：引射扑翼机。即结合引射喷气技术与扑翼技术，采用共同的动力源，以不同的方式提供升力并相互补偿。
　　二、设计说明
/ X& `- q) o! E. Z% c　　“青燕”引射扑翼机是为了实现垂直/短距起降以及超机动性能而设计的一款未来飞行器，结合引射喷射与扑翼，产生升力。
　　该飞行器采取上单翼，V型尾翼，短形机身，前三点式起落架的布局。无人机型全长2.5米，最大翼展7米。单座机型全长6.5米，最大翼展16米。
6 {: y  d! a1 l& D7 V& t: j　　动力由一台新型燃气涡轴发动机提供，驱动主翼扑动。与普通直升机所用的燃气涡轴发动机相比，加装有“换档”装置，可将压气机输出的气体直接送至喷口，达到引射喷射所需的压力，由于扑动频率低于一般直升机旋翼旋转频率，所以耗油量并不大。
　　机身上共有5个引射喷口。3个主喷口位于机腹，其中两个位于重心附近的喷口可限位旋转。2个辅助喷口位于机身背部，引导流过机身上方的气流更快通过，起到增升的效果。5个喷口均可调节流量，以配合满足不同情况下的升力要求与机动要求，并增加扑翼飞行的稳定性，也使扑翼频率得以大大降低。
$ B) }5 T3 s0 U8 U　　由于扑动的需要，采取全动式主翼，通过挥舞铰与机身相连。挥舞铰为主翼提供上下扑动及俯仰调整两个自由度。从主轴输出的动力由扑动杠杆传递至主翼，实现扑动，下扑时间是上扑时间的两倍。扑动杠杆装有离合器与锁定装置，使主翼能在任意姿态锁定。左右主翼的俯仰分别由独立的内置控制杠杆控制。在挥舞铰内部装有限位机构，分别限定主翼在上下扑动方向及俯仰调整方向上的限位角。主翼末端可动的外翼在张开时增加升力，收起时，减小阻力，由此可控制飞行姿态并在上扑时大大减小阻力，在下扑时调整作用面。在低速飞行时，出于机动性考虑，以扑动为主要动力；而在高速巡航时，考虑到扑翼挥舞铰强度难以保证，故以喷气为主要动力，并将主翼固定，可动外翼收起。
( h0 m. Q8 M/ J' }- o　　此外，尾部的副翼和V形全动尾翼可调整飞行器的俯仰姿态以及一部分升力特性。后起落架可根据不同的起飞条件调整起飞时机身的仰角，以达到最短起飞距离。飞行器升空后，后起落架自动收起，以减小阻力。前起落架与机身连接部分为垂直安定翼，可弥补超机动性带来的稳定性下降问题。
& W! @& g8 _# N1 P　　在单座机型方案中，座舱位于机首部位。由于采取短形机身，机首空间较小，有时不能满足电子设备的装置。对于这种情况，可适当加长鼻尖部位以增加机首空间。载弹方面，为了尽可能减少对气流的影响，并考虑到机身空间布置，采取置于机身侧下部的分支式悬伸挂架，并且共设有4个挂载点，根据不同任务需要，挂载相应的武器与吊舱。
5 r. u; K' R  k5 {3 q　　根据上述结构功能特点，“青燕”引射扑翼机有如下性能特点：
　　1、短距/垂直起降：
+ s0 v) p3 Q7 s' v6 e5 E　　1)短距/垂直起飞：
6 {* j/ M0 V0 z- V5 ^5 V　　调整适当的扑翼特性与引射喷射方向，实现短距起飞，在适当气流条件下可实现垂直起飞。
　　2)短距/垂直降落：
3 A3 \9 V. b1 |6 I　　引射与扑翼相结合，实现短距降落，同样的，在适当气流条件下可实现垂直降落。
　　短距/垂直起降性能使“青燕”所需的起降要求大大降低，以适应多变的战场情况与不同的应用场合。
2 U! z; P1 W* d0 x% {$ }) |　　2、超机动性能：
' _7 @4 ~% R0 w: j6 k+ [: I; l　　1)空中急停：
　　主翼充当减速板，引射装置防止失速，便可以做到空中急停，为其它低速超机动动作做准备。
* T; @8 D0 ]! t: R( x& Y& ^　　2)俯冲：
8 V5 m+ O/ ?% ^* G6 L! T) b　　主翼锁定，通过副翼、尾翼与引射装置使机身下倾，外翼收起以减小阻力，随后喷口转向后方，实现俯冲。
) e3 u: Y7 `! f. e  t　　3)空中急转弯：
　　控制左右两边的主翼、副翼、尾翼分别调整至增升与减速姿态，动力方面完全交给引射喷射装置，此时，左右不平衡的气流在机身上形成一个扭矩，使机身迅速转过一个角度，与此同时，左右两边机翼调整姿态使机身旋转制动，最终完成空中急转弯。
) Z  [5 g+ t5 d8 C" f　　4)其它：
　　与任何飞行器一样，许多性能需要在飞行中逐步探索，相信“青燕”也能在实际飞行中发展出更多实用的特殊性能。
　　在未来空战中，上述的各种超机动性能将使“青燕”具有很强的实时反应能力与及时躲避能力。
　　作为一款可执行对地打击、空中格斗、电子战侦查、遥感、农业监控、科研实验、事故搜救等多项任务的轻型飞行器，“青燕”必将在未来的天空中大显身手。

天思

华魂”一号空天航母

天思

“天梦”未来单人垂直起降飞行器
& z% _$ B" h3 N: j一、设计引言:
$ u* u( U: M+ ~: _　　太空没有任何国界。美国前总统肯尼迪曾说过，“谁控制了太空，谁就控制了地球”。占领太空并建立自己的太空基地可以从政治上产生威慑作用。从纯军事的角度来讲，谁占领了太空，谁就得到战略上的主动权。
8 {- H3 o4 Q; A+ X0 {" a$ m　　据美国《华盛顿邮报》近日披露。美国国会现在已经同意为太空计划新增一亿美元的拨款用来打造太空战舰的“猎鹰”计划。此举表明美国在不遗余力的推行太空军事化。研制一旦成功也意味着全球打击能力即将变为现实。与此同时像俄罗斯，印度等军事大国也相继提出要建立自己的太空军。落后就要挨打，面对各方面的压力我为祖国设计了这款无坚不摧的空天航母。
　　二、设计目标:
　　空天航母不受地域限制，全球到达。发展空天航母所需的资金并不比海上航母多,效费比高。“华魂”一号预计在2020年开始建造，2030年形成一定作战能力。
5 y7 d" m  D4 J; Q0 Z1 f1 g　　三、设计说明:
% W, f: D) z& \: ?- T　　“华魂”一号空天航母具有碟状气动流线外型,整个舰身的设计没有一处突兀的棱角,这为它的全隐身性做了第一层保障。利用等离子空气动力学减阻技术,可以进一步降低高超声速巡航带来的阻力,它的正常巡航高度达到800公里,最大时速临近10马赫,巡航速度在7-8马赫。所以能不受地域限制,两小时内到达全球任意一角落。它拥有一座核动力发动机组,一座太阳能转换电站和一个火箭燃料发动机组。主推进系统采用核能驱动的脉冲爆震发动机(PDE)推动,能够加满一次能源维持三年左右。采用热电材料多层防热层结构。舰身为了减轻重量大量使用高性能复合材料如纤维增强塑料,这种复合材料的强度可以和金属媲美,重量却比金属轻得多,这大大减轻了母舰的负担。舰身上表面偏后的弧型突起是它的主控制室。它却是一个能够分离的中型飞行舱。下半部平时契在舰体里,坚硬的舰体装甲是它的天然保护屏障,以保护它的推进系统不受损害。在突遇紧急情况时分离舱能够弹起(弹起高度为500m左右)保证了母舰“心脏”重要军事机密不会丢失和泄露，同时也能作为舰上工作人员的一个逃生舱,拥有两个二元矢量喷口能够独立返回地球。这也是华魂一号的核心设计部分之一。
. k+ ?4 w3 B: N$ o　　现在就让我们共同领略一下“华魂”一号的非凡性能吧。
　　进攻性: 最好的防守就是进攻,华魂一号的进攻主要分为两种,即搭载的一百架战机的多点攻击力和自身的先进负载主动攻击能力。
/ B0 k$ o& I( k' r8 a7 {! Q　　“华魂”一号在平时巡航状态下搭载的一百架战机全部隐藏在舰体内,战斗时上表面出舱盖向左右两边滑开,战机均已停在指定地点,最多可同时保证6架战机同时垂直起飞。降落时战机飞抵舰身上方,保持相对静止后缓和落入舱盖里。
7 R/ ]0 m1 \4 d) C4 J4 E# T9 M( {　　华魂一号负载分为两部分,一部分对地攻击,一部分对太空攻击。
　　1。对地攻击又分常规打击和垂直打击两种途径：
, k6 H8 V/ P2 _4 A1 ?! [! K　　常规打击主要依赖于舰身底部的两个高超音速滑行弹药投放口,即本身已经有了一个初速度然后以滑翔姿态不断加速,依靠这超级动能对地面实施打击,而且它的飞行距离比较远,大概能飞行500公里,所以对地面目标造成很大威胁；
$ t* @" t3 F. g3 W  i. ^( m　　垂直打击是指携带钻地弹头垂直向下打击。比如瞄准一幢高楼可以通过冲撞的力量而不是火药的力量把目标摧毁,其速度极快让对手措不及防。
　　2.对太空攻击。通过自身装备的定向能武器如激光炮,发射的激光束作用在极小的面积上产生相当于原子弹100万倍的能量。因此可以用来照射敌方太空飞行器和低轨道间谍卫星,一旦间谍卫星被打掉敌方的侦测系统就会变成“瞎子”。
　　防御性:作为一款以进攻为主的空天战舰,它的防御能力也相当出色。首先它具有隐身功能,表面涂有先进的吸波材料和无棱角外型设计。在需要从太空返回高空作战时,可以通过关闭两台主推进器开启三台矢量辅助喷口来实现高空"漂浮"(5节行速)状态。使敌方雷达无法正常探测和锁定,基本起到全隐身效果。当在太空巡航被太空飞行器攻击时可以在短时间内加到10马赫的速度并接通舰体表面电流,产生强大磁场,阻挡敌人粒子束武器的攻击(如同立体防护罩)。
- C" p& l0 a. k! z  B0 t) W　　在除去了潜艇,鱼雷的威胁后,对于一般导弹几乎对它不够成威胁,目前世界上所有的飞航式导弹基本都是亚音速的,因为大气阻力使得它想飞1马赫都难,它不象“华魂”一号在外层空间高真空状态8马赫10马赫都随便跑跑,所以如此快的速度想从地面拦截基本不现实,并且华魂一号不像人造卫星那样拥有固定轨迹,它的轨迹是我们主动去操控的,所以敌方无法用导弹实施打击,即便想使用“太空雷”撞击也不知埋伏到哪。
　　稳定性与安全性:“华魂”一号空天航母的底部有三个内嵌式三元矢量小喷口,各方位摆动角度为7-8度。它们的细微摆动和流量控制保证了舰身在起降和悬浮时的稳定性,也为母舰在空中的转向提供动力，大大提高整体机动性。位于舰身后侧的紧急小喷口(两侧都有,一边五个)是当航母遇到紧急状况需要立即转向时迅速向任意一侧喷出高速气体以实现紧急转向。舰身四周分布的六个兰色助降灯强烈的穿透光帮助战机垂直降落时定位。位于上表面的边缘有四个巨型降落伞隐藏在舰体内供母舰不能正常着陆时迫降所用。“华魂”一号装备了最前沿的中微子通讯技术,具有超远距离极强的抗干扰能力，保证了与地面通讯正常。
　　具体性能参数:
, z9 u) {6 T* P/ ]: a- g: O% p6 p　　舰体：
/ v4 v5 Q5 I( z7 Y　　舰长 320m
　　舰宽(最大宽度) 240m
　　舰高 65m
3 B( c. l, M4 h+ n1 m　　出舱盖 100m ×60m
1 Z  n" a) \9 g( X7 j　　货舱盖 120m ×24m(伸缩状态120m ×62m)
　　分离舱：
　　分离舱长 80m
　　分离舱宽 55m
; n9 Y# H2 q" \1 L  q5 }　　分离舱高 40m
　　最大时速 10M
! G( O2 Y, R1 H! _　　正常巡航时速 7-8M
3 E" Q; @. v1 z* |; @7 z　　正常巡航高度 800公里
　　空载重量 120000吨
7 g8 U/ ?/ s6 z6 U3 t7 R" Q1 t% H　　最大起飞重量 180000吨
　　创新设计:
/ s3 n, E: M* C5 R0 z9 k. ?; j　　1。分体式主控制舱设计 紧急关头弹出舰体,能独立返回地球,保证重要数据不会丢失泄露,保
0 X8 J, w5 G' W/ Z　　证人员安全转移。
/ s$ l$ k! N; n0 d# p0 H. M　　2。太阳能电池板分布设计 无限的太阳能足够用来补充舰体所需以减轻主发电机负担。
　　3。下翻双伸缩式后舱盖 着落时能接地输送补给,悬浮时能打开做备用战机着陆。
　　4。底部化学燃料发动机 中科院院士朱森元曾指出核能发动机的确是一种高效发动机,但从地
　　面起飞到太空的过程中化学燃料发动机产生的推力重量比为50倍到
5 z2 _& j; c/ i* `$ w& K　　100倍,而核能发动机的推力重量比很小难以做成火箭助推器。所以
　　“华魂”一号为了提高整体机动性采用化学燃料发动机将舰体推入太
3 Q+ _1 n" z, s/ n　　空后再开启核能推进器。
  y1 V8 K# T; t2 ]　　四、结语:
　　太空是没有国界的，是人类共同的资源,我们也希望能和平利用,不让太空军事化,但是当一些国家不遵守这个法则,威胁到我们祖国的安全时,空天航母的存在无疑是对敌人最大的威慑。忠心祝愿祖国愈渐强大。让“华魂”一号带着我们的梦想，翱翔在这片蓝色的天空上。

天思

”凤翔号”环球客车
6 R! r9 n, x. h9 x; W8 C“凤翔”设计慨述
　　当前科学技术飞速发展，特别是电子，材料科学，自动化，新兴能源等技术领域的带动下，飞行器设计技术有了质的飞跃，飞行器的样式，功能呈多样化发展，总的趋势是更加智能化，安全化，功能更加齐全，飞的更高更快，更加节能环保。在全球一体化的进程中，我国提出了“大飞机”计划，以此促进我国的航空业更快更好的发展。
　　“凤翔号”环球客车是我们结合当前领先技术以及对未来飞机发展方向的展望与设想。它是海空两用型超音速客机，可以展翅高空，也可以遨游大海。飞机长200米，翼展90米。在机身方面，飞机高强度轻便采用了新型复合材料，高度轻便结实感光，因此虽然体积庞大但它仅约重5吨。该机可载客300人，最高巡航速度达5倍音速，飞行高度25000～30000米的平流层，飞行航程可达20000千米，完全可以满足环球之旅。
　　它有七个发动机，采用腹部进气，尾部为两个双发高性能火箭发动机，以保证飞机高速飞行；机身两侧分别有一个最新型核能火箭的发动机来满足飞机超音速飞行，机腹有三个大功率涡轮发动机，用来随时随地垂直起降。三个发动机都是使用的清洁环保能源，当前能源紧缺的时期，它们的使用是最经济最高效的！而在能量提供方面，飞机所需电量均可使用由外表材料吸收的太阳能和飞机尾部的小型核反应堆所产生的核能来提供，做到完全环保！新型复合材料的使用还可以革除音暴所产生的噪音和分散高速飞行摩擦产生的高温。让乘客享受到完美的环球之旅！
, m5 E, V/ \! |3 i　　凤翔号最大的特点是它的对功能性及多变性，飞机可停泊于陆地机场已可停泊在海面上，当飞机减速飞行至海面上空百米时，机腹垂直起降发动机打开，飞机两侧及飞机后部发动机随之关闭，飞机垂直降落，降落至海面2～3米高度时机腹中的地垫打开，使其转变为气垫船，由两侧发动机提供动力。此气垫采用特殊材料制成，可以保证飞机在任何地面或者海面安全垂直起降，彻底抛弃了传统飞机的滑翔式降落，更加方便飞机降落若干年后，机场将不再有跑道存在了，从而可以节省大量土地。随着人们生活水平及科技的提高，飞机有时需要扮演潜水艇的角色，当飞机转变为气垫船后，机腹内展开船体，罩于原机腹上，使发动机密封。同时气垫收回机腹内，机翼也随之收回。船型机腹前后为进水排水孔，利用这一机构使其下潜和上浮。至此，凤翔号可同时扮演高速环球客车，气垫船，潜水艇的角色。真正实现民用航空器的多功能性，使其真正满足未来旅客的航行需求！
　　座仓里的“反引力装置“能消除高速飞行所产生的加速度，让乘客感觉在地面一样舒适，感觉在静力状态！
, s& W& ]# Y+ Q* z4 G　　机身上独特的翼变结构在高空飞行时可由后掠翼变为前掠翼，减小飞机在高超音速飞行中产生的激波，也就是减小阻力；提高机动性，提高升力、增强飞机飞行的稳定性，可应对多种气候环境飞行，让飞机能够完全全天候飞行！
8 D, E0 o! Q% o" ~　　在操作方面更加智能化，尾翼上的导航记忆装置可以记录每次飞行的参数，再次飞行同样行程时只需输入出发地，目的地，飞机就完全可以自己控制安全的飞行到达目的地！
/ v' d# M8 T# S0 K. G6 p　　“凤翔”是集高速飞行，安全舒适，能源利用经济高效于一体的环球音速客机，虽然只是构想，但是在不久的将来，随着各行技术的不断发展，我们一定可以乘坐“凤翔”环球旅行！

天思

“飞天”核磁电空天飞机
外型构想：20-30米外行尺寸并选用流体作为整体外型。此外型可使飞机大部分外壳处于无力矩状态，提高材料的疲劳寿命；充分利用外型的流线型，降低飞行和转向过程中的附加阻力；充分利用圆形面积最大的优势布置飞机内外设施和方便对目标的追踪锁定；升阻比可最大限度得到提高；为飞机涂隐形材料降低敌方准备和打击时间，上表面用晶片铺成，吸收宇宙能量。
. [1 D/ s' u2 R) D# e% |8 x　　最大载荷量：10000千克
+ t8 M' l8 R+ g3 y1 N( F　　作战半径：8000-12000千米
3 O) r7 q2 x0 b8 ]5 z" C　　本作品关键能研制一种高性能喷气发动机，燃料可把固体火箭的发动机可长期年的储存，起飞时间短。“贯通飞翼”加上全动式翼梢小翼气动布局。所说的，“贯通飞翼” 是机翼中间贯通一个柱状体，截去了一部分前，后缘的普通飞翼这种飞翼的外侧前缘可做为进气口，后缘作为排气口。这种模式的应用可使战机具有极强的机动性和敏捷性及最佳的过失速机动能力。
　　设计要求： 效费比高、可靠性高、 推动力强大，军用推力要可能达到25000千克及加力推力不应低于35000千克。 结构性能稳定， 可飞至15000-25000千米的平流层及超高空层，机身和机翼连成一体不仅可增大飞机上部表面面积还可在太空中更好的吸收太阳能为自身补给能量。
　　新概念特点
6 F/ L# p! h7 q7 }. ]6 U　　“飞天”号是一种技术先进可靠，具有强大的运载能力和扩展能力的先进空天飞机，具有世界一流水平，它代表了中国航空航天事业的腾飞！
　　当今世界的主题是和平与发展，并且战争都限制在局部战争，以及战略导弹的迅速发展，任何轰炸机都已不再风行，但是作为一个崛起的大国，中国要确保有一个长期稳定的发展环境，以及实现国家统一，必须拥有世界性的威慑力，而太空轰炸机就是核威慑之外最强的常规威慑力。因此，“飞天”定位在战略轰炸机上，以实现全球精确打击威慑。为了减少自己伤亡以及摆脱追踪，当今世界先进轰炸机已经不再一味追求载弹量，而是更加注重隐身性以及高速性。因此，飞天的技术设计目标是隐性以及超音速。
, D( [9 x1 q  n　　“飞天”外形源于简单的三角形和圆形的组合，保留了飞行器的基本要素——机身和机翼。特别之处在于圆滑的机身和三角形的机翼融合一体。其机翼不仅可以在大气中能提供上升力，而且其内部的宽敞空间可以用于人员和货物及燃料的储存。流线的外形能使飞行器在大气层中减小空气阻力，尾部及机翼后方的喷射器能使飞行器在太空中有足够的加速度。通过操纵面结合差动推力进行俯仰，滚转和偏航控制，而不是通过移动或摆动整个发动机来改变方向，这样可以极大地减轻结构重量。若将来技术发展允许的话可在机头设置低能耗的等离子体发射装置，可大大的降低飞行的阻力。
　　(一)隐身设计: 现代战争要求作战飞机不仅要有强大精确的火力还要求要有先进的隐身功能，这从美国的刚装备的F-22“猛禽”战斗机与联合攻击机可见一斑。
- ^( [. [2 o) G  u5 v9 n　　因此，发展具有强大雷达系统的“克星”飞机成为必要，我认为其中有两条途径：一是发展预警机，但一般无作战功能，并且由于带有笨重的盘形雷达，影响其空气动力性，无法实现机动飞行，一旦被敌机靠近后果不堪设想。二是在战斗机上安装先进雷达系统，但是增加了总体重量，影响气动布局，势必会影响其飞行性能，所以为了尽量减少其副作用，将雷达系统安置在什么地方成为首要考虑的问题。隐身的一个重要问题是气动布局。类似B2，“飞天”采用了翼身融合，无垂尾、平尾的布局，并且将进气道口以及发动机融入机身，极大的减小了雷达反射面。但是这种布局最大的问题就是纵向稳定性以及控制。因此，飞天采用了可翻折机翼，以及机头机动翼。在直飞时，机翼可以向上折叠微小角度，形成上反角，以保持纵向稳定性；在转弯时(以左转为例)，左侧机翼折叠较大角度，这时副翼就相当于方向舵，并且由于左翼折叠，左侧升力减小，机身左倾，升力恰好产生向左的分量，这样，可以很自然地实现转弯。
　　另外,为了适应偶然的大迎角飞行，以及改善超音速后襟翼气动效率下降和焦点前移的问题，在机头设置了机头机动翼。相比于鸭翼，机动翼最大的特点就是位于机头，很容易改变流过机身的气流特征，并且有利于隐身。大迎角时，机动翼下偏，可以将前缘驻点前移，减缓气流分离，提高大迎角效率。超音速后，可以通过调节机动翼来补偿低头力矩；并且由于机动翼位于机头，产生力矩较大，可以取代气动效率下降的襟翼。为了适应超音速，甚至高超音速，机身形状设计成流线及三角的整和,整个机身扁而长。但机头机动翼没有设计成尖头，而是扁形，一来为了保证气动效率，二来为了在大迎角时从两侧开始卷起大涡，起到大边条的作用，提高机翼的升力。
　　(二) 动力来源:涡轮发动机、火箭发动机已经不是最为新颖、先进的动力系统。未来大型远程交通必然要求其单位质量的燃料能输出大量的能量，传统的化学能将造成费用昂贵，体积庞大等不利影响，显然不能满足需要。“飞天”号的核心动力为类似恒星释放能量原理的原子级轻核聚变。“飞天”号携带的主要燃料为地球海洋及宇宙中富含的氘和氚。动力装置(基于磁约束原理的托卡马克装置和基于惯性约束聚爆理论的激光引爆装置)安装在机身里，是聚变的场所，包括完善的安全设施和控制系统保证聚变安全可控的进行。聚变产生的巨大能量将聚变产物氦转变为等离子态，由能量分配装置分配到机尾和机翼后的喷射器高速喷出。根据动量守恒原理，航天器将获得高速以克服星体的引力和缩短旅程时间。当然，由于其产物具有放射性不能用于低球大气层中使用核动力，这就要求“飞天”号为混合动力，其中包括在地球大气中升降使用的传统化学能动力；而旅客日常的能量需要完全可由机翼上的高效太阳能电池板来提供。本方案还采用火箭助推技术，助推器均采用偏二甲肼(C2H8N2)作为燃料，氧化剂采用四氧化二氮(N2O4)，让此飞行器在速度方面远远超过已往的飞行器。这个设计使用贯通式空气捕捉和武器设备都放在一个背翼的可做为进气口，而把下面的作为武器装置，这不仅可以改过去销去过多的能量的喷发出现的热度提高给飞机的隐身效果打折扣(未来的雷达不仅可有电子反射还最重要的是有热度辐射的检测)。火箭发动机采用先进的直排式气动塞式喷管(目前已在美国X-33项目中应用)具有自动高度补偿功能，在任何高度下(包括真空)都有较高的性能，气动塞式发动机的塞子在大气层打开，运载器通过大气层的上升段时，它自动进行调节。因为这种发动机没有复杂的大型喷管，故可减少发动机重量。直排式气动塞式发动机技术的采用，使得“飞天”号的主发动机推重比高达90。发动机的燃料均为液氘。
　　猜想在今后可用地磁场作为牵引力，那么飞机磁极所对应的磁场就象风筝的线头带动飞机飞行，改变磁场大小和方向控制飞机飞行的轨迹和速度。利用悬浮磁原理作为飞机停放、升降的基础。飞出地球吸引可以以太阳为引力源而逐级飞跃更高的空间，那么它能在太空中翱翔已不无可能。
　　(三)航电和武器：航电的来源为飞机表面上的晶体吸收的宇宙能量；利用激光作为主要作战武器，飞机上下部各方向均布置有激光发射口。
# L1 g# v( K$ }9 |' r　　武器装备：可对空中的任何战斗机进行空空导弹进行弹道攻击，一次性可携带10000千克的导弹可对
/ y+ G+ E) a( C, b' z$ |　　全球的各个角落进行武装打击，空对地导弹社射击，中子弹，黑子武器的在上面广泛的应用，粒子炮可
　　接受高空中的太阳黑子。用“磁暴”来充当最先进的武器。
　　(四)智能控制：利用一台大型计算机处理各种信息，发出各种指令。
/ m- B3 o0 v0 F8 d　　(五) 表面设计：在材料方面，机体外壳采用高强度铝合金制成半硬壳结构,发动机的推进剂壳体用钛合金、玻璃纤维，壳体内部衬以橡胶类隔热材料，喷管喉部用钨作为难熔骨架，再渗入铜、银等金属材料，作为自发汗冷却剂。“智能”复合材料表面：借助于植入蒙皮内的微型传感器、微处理器、光纤、压电材料等传感器网“感觉”各部位声、温、压、电、磁等的变化，然后通过机载计算机控制系统处理这些数据，并传送发出对所有参数和作动器指令来调整采用了先进智能柔性复合材料制造的结构和蒙皮。
　　<1>使风扇叶片在不同条件下处于相应的最佳几何外形状态。在任意方向上不断改变叶片上下表面的曲率，使之根据飞机的速度、流场的变化，自动改变翼型、叶片的后掠角、平面形状、弯度、扭转角、弧度、翘曲角等；
　　<2>飞机蒙皮涂抹多层能吸收多种电磁波的涂覆型涂料。雷达吸波涂料涂在底层，反红外涂料涂在中间，目视伪装色漆覆盖在外面；
　　<3>在涂层上覆盖不同放射性物质，使飞机表面附近的局部空间发生电离，从而达到既在外表面形成类似真空的状态以减小阻力系数，又吸收衰减入射包括米波、厘米波、毫米波以及红外、激光在内的多波段电磁波的等离子层；它还能随着环境改变颜色，使肉眼不易分辨。
, l" ~- L) V7 D7 }　　(六) 防热材料：受热温度最高的部位采用比陶瓷材料轻得多的金属基碳-碳防热材料，运载器上表面的热防护层使用两种材料，1-300度以下温度的区域使用钛1 300度～1　800度的区域使用“因科”(inco)167。飞行器相对温度低一些的某些地方，使用目前普遍采用的隔热材料进行热防护。所有蒙皮下均埋设了温差发电装置可利用高低温差进行发电，既降低了机体表面温度又节约了大量能源。
% e$ e3 J( y& Z　　总体来说，本设计放弃了现在飞机的大部分基础，它是一个吸收了已知的气动平台理论和放弃了现代动力来源的飞机。
　　(七)外形、结构新颖
　　①圆滑外形加上电离造成的外表面局部真空使得阻力系数在任意方向都一样小，且不产生冲击波，也就不存在空气摩擦和热障，即：无音爆高超音速飞行！这些既使噪音和振动变小，达到噪音隐身效果，同时降低油耗；
　　②结构利用具备抗坠毁、抗弹击能力的低磁性材料实现磁隐身。且在飞行状态下因战斗等原因受创后，结构内的微传感器将损伤的部位、形状、应力等变化情况传给微处理器和机载中央计算机。计算机一面指挥传感器和微处理器重构系统网络，使机载各系统正常工作，一面控制飞机的飞行状态，以防发生超载”、“失控”现象，从而增强生存能力。
　　(八)多维空间使用
　　不仅摆脱夜间和不良天气的束缚，可以24小时全天候使用，且不受地域空间限制：无论在空中、地面，还是水面、水下，均可自由驰骋。利用水和空气在力学方面具有类似的性质，该机也具备水下“飞行”的能力。这样无论江河湖海也都成为了飞机的使用环境，进而进一步增大了飞机的多维隐蔽性！
　　届时，“飞天”多维探索飞机将全面取代固定翼飞机、直升机、地效飞行器、潜水艇，轰炸机，航天飞机，进行诸如横渡台湾海峡、深海观光等用途，以更加崭新的姿态和更为独特的陆、海、空优势成为未来的运载平台！
+ j. a; D7 U8 e* R, a" [　　随着科技的发展以及战略的要求，未来我国的空天机必然是全新设计的、新概念的，有能力与美国最先进的战机抗衡。愿我国的全天候机早日飞上长空，傲视全球。

李毅

哇，大开眼界！！！！！！！！！！不得不顶呀！楼主辛苦了，哪里搞到这么多资料啊！个人比较中意22楼和25楼的飞行器！

天思

原帖由 李毅 于 2008-12-23 17:19 发表
哇，大开眼界！！！！！！！！！！不得不顶呀！楼主辛苦了，哪里搞到这么多资料啊！个人比较中意22楼和25楼的飞行器！

; J: v' w& v, B" J# x
还有一部分呢

lkx5218

很好，谢谢！

大成若缺bj

更像设计类学生的作品而不是航空专业设计，当成科幻小说中的概念设计更靠谱。

gxh00001

楼主太给力了，想楼主学习。另外，希望楼主能就这个赛事给大家简单介绍一下，开启兴趣。