曼徹斯特大學(xué)和BAE系統(tǒng)公司正在聯(lián)手測(cè)試旨在改善小型無(wú)人機(jī)（UAV）飛行控制的不同技術(shù)。該大學(xué)/行業(yè)小組去年年底用一種名為MAGMA的噴氣動(dòng)力無(wú)人機(jī)完成了第一階段的飛行試驗(yàn)。項(xiàng)目官員表示，最終結(jié)果是向軍事和商業(yè)用戶提供更輕、更隱身的無(wú)人系統(tǒng)。

英國(guó)BAE系統(tǒng)公司高級(jí)結(jié)構(gòu)首席技術(shù)專家Brian Oldfield說(shuō)：“MAGMA的目標(biāo)是制造一種小型無(wú)人駕駛飛行器，通過(guò)將許多新技術(shù)集成到飛行器設(shè)計(jì)中并在飛行中展示它們，可用于成熟對(duì)許多新技術(shù)的研究。

BAE系統(tǒng)公司和大學(xué)正在開展該項(xiàng)目;BAE系統(tǒng)公司表示，這是“工業(yè)界，學(xué)術(shù)界和政府之間更廣泛的長(zhǎng)期合作的一部分，以探索和開發(fā)創(chuàng)新的飛行控制技術(shù)”。

根據(jù)BAE系統(tǒng)公司的文件，新的飛機(jī)控制概念將消除“對(duì)用于在飛行過(guò)程中移動(dòng)襟翼以控制飛機(jī)的復(fù)雜機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件的傳統(tǒng)需求”，為所需的無(wú)人機(jī)設(shè)計(jì)鋪平道路。該大學(xué)和BAE系統(tǒng)公司最近完成的MAGMA無(wú)人機(jī)（圖1）測(cè)試側(cè)重于兩種飛行控制：機(jī)翼后緣環(huán)流控制和流體推力矢量。

研究人員正在利用這兩種技術(shù)進(jìn)行更輕、更隱蔽的飛行。Oldfield解釋說(shuō)：“機(jī)翼后緣循環(huán)控制裝置使用從小槽中超音速吹出的空氣來(lái)控制機(jī)翼后部的氣流方向（這反過(guò)來(lái)又會(huì)影響整個(gè)機(jī)翼周圍的氣流）。

他補(bǔ)充說(shuō)，這個(gè)概念“基于一種稱為Coand？a效應(yīng)的空氣動(dòng)力學(xué)效應(yīng)，其中空氣射流將自身附著在曲面上”?！皺C(jī)翼外部周圍的自由流被夾帶到偏轉(zhuǎn)的空氣射流中，因此機(jī)翼周圍的整個(gè)氣流被改變（實(shí)現(xiàn)了與偏轉(zhuǎn)襟翼或控制表面類似的效果）。

Oldfield解釋說(shuō)，通過(guò)機(jī)翼后緣環(huán)流控制方法控制無(wú)人機(jī)，由此帶來(lái)的好處可能意味著更輕的系統(tǒng)，因?yàn)樗膫鹘y(tǒng)襟翼將被更少的運(yùn)動(dòng)部件所取代。他還指出，由于間隙和邊緣的數(shù)量減少，它可能不太容易觀察到“，暗示了等式中更隱蔽的部分。

經(jīng)過(guò)測(cè)試的第二個(gè)飛行控制也使用了Coand？a效應(yīng)。流體推力矢量控制“使我們能夠改變發(fā)動(dòng)機(jī)推力的方向;與帶有運(yùn)動(dòng)部件的機(jī)械推力矢量系統(tǒng)相比，為后緣設(shè)備提供機(jī)動(dòng)性改進(jìn)等具有潛在的優(yōu)勢(shì)，“Oldfield說(shuō)。

該計(jì)劃并非沒(méi)有挑戰(zhàn)。最大的一個(gè)？“流量控制設(shè)備的幾何形狀是獲得正確性能的關(guān)鍵，這既是設(shè)計(jì)和制造挑戰(zhàn)，這些都需要以所需的質(zhì)量流量從發(fā)動(dòng)機(jī)供應(yīng)空氣，以提供對(duì)飛行器的有效控制。

關(guān)于這個(gè)問(wèn)題，從空氣動(dòng)力學(xué)的角度來(lái)看，“這項(xiàng)研究使得當(dāng)吹射流是超音速時(shí)使這些系統(tǒng)有效工作成為可能，而沒(méi)有超音速?zèng)_擊波的影響導(dǎo)致射流與曲面分離，”他繼續(xù)說(shuō)道。

Oldfield說(shuō)，研究人員通過(guò)“使用幾何特征來(lái)調(diào)節(jié)射流本身的流動(dòng)［壓力和速度梯度］”來(lái)實(shí)現(xiàn)超音速?zèng)_擊波的缺乏?！皬淖钚』璧陌l(fā)動(dòng)機(jī)引氣質(zhì)量流量以及最小化用于在機(jī)身周圍分配吹氣的管道和閥門的尺寸的角度來(lái)看，使用超音速吹氣射流使系統(tǒng)高效?！?/p>

除了與曼徹斯特大學(xué)的MAGMA合作外，BAE系統(tǒng)公司還與北約科學(xué)技術(shù)組織（STO）和亞利桑那大學(xué)合作開發(fā)可提高無(wú)人機(jī)性能的技術(shù)。

通過(guò)北約STO項(xiàng)目，合作“使我們能夠與在類似領(lǐng)域工作的其他人交換信息”。奧德菲爾德解釋道?！熬蛠喞Ｄ谴髮W(xué)而言，他們正在尋找一種稱為‘掃掠射流’的流量控制技術(shù)，該技術(shù)可以通過(guò)延遲流動(dòng)分離和影響自然機(jī)翼流動(dòng)方向的能力，進(jìn)一步提高效率或更好地控制這些類型的設(shè)備對(duì)某些機(jī)翼幾何形狀。

BAE系統(tǒng)公司指出，如果MAGMA測(cè)試成功，“［他們］將證明這種循環(huán)控制首次在燃?xì)鉁u輪飛機(jī)和單臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的飛行中使用。

審核編輯：郭婷