在飞机诞生30年后,工程师们初步考虑,怎么让飞翔器完全脱节传统结构的捆绑?鸟有笔直尾翼吗?没有,为什么它们能飞的这么稳?
所以美国和德国的工程师,不谋而合的将目光投向了最底子的空气动力学原理,即机翼自身便是发生力的中心,飞翼式布局初步登上历史舞台。
20世纪40年代,美国航空工程师杰克·诺斯罗普在加利福尼亚州霍桑市的试验室里,用铅笔画出了一架没有垂尾与平尾的纯翼型飞翔器。
这便是XB-35项意图初步,它应战了其时航空界的固有认知。在传统飞机规划中,尾翼承担着平衡力矩和操控航向的关键作用。诺斯罗普的打破性设想源于对鸟类飞翔的调查,信天翁在滑翔时仅凭翅膀就可以完结姿势调整。
1942年,美国初步发动XB-35项目,其翼展长到达惊人的52.43米,适当于将四辆并排行进的校车首尾相连。
工程师们选用共同的“开裂式襟翼”规划,每个机翼后缘装置24片可独立偏转的金属翼面,这些看似粗笨的机械结构经过液压体系联动,能在0.3秒内完结升力散布调整。
为抵消无尾规划带来的航向安稳性问题,机翼前缘特别规划了锯齿状进气道,使用气流扰动发生辅佐操控力矩。
动力体系的改造相同充溢想象力,原型机搭载4台普惠R4360气冷星型发动机,单台功率3500马力,驱动反向旋转的螺旋桨以消除扭矩效应。
这种动力布局使XB-35在7600米高度能坚持390公里/小时的巡航速度,在其时的大飞机中这个速度是适当快的了。
其共同的推动式螺旋桨规划把发动机后置,既下降了雷达反射截面,又为机舱腾出更多载弹空间。尽管受限于活塞发动机的技能瓶颈,其理论航程仍到达16000公里,足以完结跨洋战略轰炸使命。
可是,1946年首飞时露出的操控难题却远超预期。因为撤销垂尾,导致航向安稳性骤降,试飞员需求继续调整方向舵踏板,如同在钢丝上坚持平衡。
诺斯罗普团队经过加装三轴增稳体系,使用机翼后缘的阻力板发生偏航力矩,最终将航向操控精度提升至0.5度以内。这项技能打破为后续飞翼飞翔器的电传操作体系奠定根底,现代B-2轰炸机的飞翔操控办理体系仍连续着这一规划理念。
跟着喷气年代的到来,XB-35的活塞动力逐步显露出限制。1947年,改装艾里逊J-35涡喷射动机的YB-49项目应运而生,8台发动机呈环形摆放在机翼下方,使最大速度提升至820公里/小时。
这次动力晋级带来革命性改变,喷气尾流与机翼气流的相互作用,意外发生了相似鸟类振翅的升力增强效应。在1948年的一次试飞中,YB-49发明了载重10吨飞翔11000公里的纪录,其升阻比到达惊人的25,远超同期惯例轰炸机。
可是技能打破往往伴跟着危险,1950年2月,YB-49在爱德华兹空军基地进行高速滑跑测验时,前起落架液压体系故障导致机身前倾45度,机翼接受的弯曲应力超出原有规划极限而崩溃。
这次事端不只葬送了飞翼轰炸机项目,更促进美国空军建立专门的飞控计算机试验室。工程师们从残骸中发现了机翼结构共振的丧命缺点,由此发展出的实时应力监测体系,后来成为现代飞翔器健康办理体系的技能源头。
尽管XB和YB系列未能完成量产,但其技能遗产在半个世纪后重获重生。80年代初,在窃取了苏联科学家彼得·乌非莫切夫的论文后,美国初步着手制作隐身飞机,搞出了“夜鹰”即F-117A攻击机。
其时诺斯罗普公司在重启飞翼研讨时,意外发现YB-49的雷达反射数据与其时隐身理论高度符合,归于瞎猫碰上了死耗子。所以基于此,着手研制大型隐身轰炸机,即后来的B-2。
B-2轰炸机的菱形机翼规划,本质上是对XB-35气动布局的数字化重构,其翼尖小翼的锯齿状边际,正是当年诺斯罗普团队为下降雷达信号提出的解决方案。
2015年美国解密的档案显现,XB-35的“虚拟座舱”概念,经过散布在机翼遍地的传感器完成盲飞,启发了现代无人机的全自主飞翔体系的面世。
XB-35和它的后继者YB-49尽管没有正式量产执役,可是为后来者铺平了路途。
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