美国空军指定JetZoro研发Z-5飞翼式运输机 2027年问世

混合翼设计可能是大型飞机的下一阶段技术,它有更大的内部空间,更高的燃油效率,更长的飞行航程。(图/美国空军)

星期三,美国空军宣布JetZero航空飞机公司获得混合翼飞机(BWB)的开发权,预计在2027年之前交出全尺寸验证机。这是一家新创航空公司,专注于节能飞机的开发,他们很早就提出自己的设计案,名为Z-5。混合翼飞机是飞翼(Fly Wing)的简化版,外型类似B-2「精神式」轰炸机,但技术不需那么高,具有椭圆形机身和细长的机翼,以及外挂式引擎,更容易应用到运输机与空中加油机身上。

防卫新闻(Defense News)报导,如果这项研发案成功,将是飞机设计的一个重要里程碑,大型飞机不再千篇一律是管状机身搭配机翼,也可能是宽大的扁平楔型机身与后掠式机翼,具有更大的运载量,还有更佳的油耗比,也就更为环保。美国空军官员称赞,这项关键发展,将使美国军方在潜在冲突中,在技术上超越任何潜在对手。

普通管式飞机与混合翼飞机的对照,混合翼的机身可以缩短,翼展略为增加。(图/JetZero)

JetZero公司的执行长欧雷利 (Tom O'Leary) 说:「相当兴奋获得美国空军的肯定,我们将全力以赴,为美国空军、作战人员和商业上带来活力。」

说起飞行翼设计,诺斯洛普格鲁曼(Northrop Grumman)的B-2轰炸机,是最经典的一款,它最大的技术特征是雷达匿踪效果。但是早在二战爆发前,杰克诺斯洛普(Jack Northrop,正是诺斯洛普公司的创办人)提出飞行翼概念时,所设想的优势并不是雷达匿踪(当时雷达尚未实用),而是燃油经济效率。机身扁平化更符合空气动力学的,使航空阻力更低,机身具有一定升力效果,也使得机翼的负荷下降。

混合翼设计就是简化版的飞行翼设计,引擎不需要藏进机身里,也可以增加其他翼面(包括垂直尾翼、翼尖帆)以增加飞行安定,虽然匿踪效果不如全飞翼设计,但是混合翼更重视的是燃油经济效率。与传统的管式机身相比,同体积的混合翼飞机,提高约 50% 的燃油效率,相当于两倍的飞行距离。

如果实现此一目标,可以大大减少空军的年度开支及其碳足迹。美国空军飞机和基地每年消耗约 20 亿加仑燃料,耗资数十亿美元。

其实混合翼的实验已经很多年,比如波音的X-48实验机,早在2007年就已经开始飞行,但是X-48仅是全宽6.4公尺的无人机,并且在2013年结束实验。直到去年夏天,美国空军将混合翼设计,定调为「对未来美国空军飞机最具影响力的技术机会之一」,开始往全尺寸实用化的方向研发。

美国空军官员表示, JetZero虽然是新创企业,但是他们与诺斯罗普格鲁曼公司达成业界联盟,合资企业已在 2023 财年,获得 4000 万美元的政府资金,到 2026年,美国军方还向该计划投入 2.35 亿美元,期望在2027年交出验证机。

如果飞行测试成功,它将是极佳的运输机与加油机的载体,包括C-5运输机、C-17战略运输机,或是KC-46 加油机都可能被外型科幻的混合翼接替者所取代。