波音揭开“食肉鸟”隐身技术验证机神秘面纱

　　Boeing unveils Bird of Prey stealth technology demonstrator
　　波音公司和美国空军在圣路易斯工厂总部，向外界正式公开展示了一种称为"食肉鸟"（Bird of Prey）的单座亚音隐身技术速验证机。作为一个高度机密的项目计划，由"鬼怪工厂"全面负责设计、制造和试飞的"食肉鸟"验证机，在长达10年时间里一直鲜为人知。这次之所以公开露面，主要是这项计划所取得的大多数成果已经成为目前的工业标准，因此在隐姓埋名多年后，"食肉鸟"验证机终于被揭开了神秘的面纱。在简短的公开展示之后，波音公司将把这架"食肉鸟"验证机无偿捐赠给位于俄亥俄州莱特·帕特森空军基地的美国空军博物馆，它将与众多在航空航天技术方面取得成就的前辈一起，永久保留在博物馆内。
　　研制发展
　　10年前，随着冷战的结束，美国国防部认为，未来将需要飞行速度更快、制造工艺更加便利、研制成本更加低廉的军用飞行器。当时，在军用飞机领域实力雄厚的麦道公司，及时地了解到新出台的有关军用飞机研制和生产的审查标准。因此，在1992年，由麦道公司组成的研制队伍就开始秘密着手这项"食肉鸟"验证机项目的研制工作，希望展示有关隐身技术和精益制造方面的优点。波音公司在兼并了麦道公司后，继续投入资金来支持该项目的研究。据介绍，"食肉鸟"隐身技术验证机项目从初步研制、首次飞行到完成试验，整个计划一直持续到1999年，为了达到计划提出的所有目标，两家公司先后共投入了6700万美元的资金。
　　1996年秋天，"食肉鸟"隐身技术验证机首次试飞成功，试飞任务直到1999年底结束，总共执行了38次飞行试验。在内华达州的内利斯空军基地北部，波音公司与美国空军共同合作进行了"食肉鸟"验证机的各项试飞项目，所有飞行试验都是在试验区的格茹姆干湖上空秘密进行的。
　　美国空军官员高度评价了"食肉鸟"隐身技术验证机在试飞中所验证的减小雷达反射截面积的新概念，称其设计、研制和生产可谓是革命性的。波音公司的发言人表示，"食肉鸟"验证机将不会批生产，目前唯一制造的这架飞机主要用于验证特殊技术，其中一些技术仍然处于保密之中。
　　总体布局
　　根据最初提出的设计目标，"鬼怪工厂"在研制过程中特别注重增强飞机的隐身性能，不仅充分继承了以往型号设计的一贯风格，而且在总体布局设计上独辟蹊径，从而制造生产出一架似曾相识却又外形怪异的新型飞机。"食肉鸟"验证机的外形，从前面看呈现一个W型，从侧面看就如同一只伺机捕获猎物的鹰隼。
　　在总体布局上，"食肉鸟"验证机采用了无尾设计，扁平的升力体机身与海鸥形机翼具有完全直线的轮廓外形，从而较好地解决了气动、控制与隐身之间的矛盾。机身外形类似于一把笔直的宝剑，机长14.22米、机高2.82米，起飞重量为3350千克。该机的前端隆起，近似于X-32验证机设计，机头形状如光滑过渡的鸟嘴一般，后机身尾部也采用了角度更加尖锐和扁平的"鸭嘴式"喷口，可以最大限度地降低雷达信号反射信号。与机身轮廓相似，座舱底部也采用了相平行的直线边缘，以便有选择地反射雷达信号。
　　海鸥形机翼分为内、外两段，翼展6.90米，内段为大上反角，外段为大下反角。这一设计是出于减小雷达反射截面积的目的，可以减少传统的平直机翼的上、下表面产生的表面反射，避免雷达从上方或直接从下方探测到飞机，从而大幅度提高隐身性能。
　　为了保证气动性能，"食肉鸟"隐身技术验证机的升力体机身在飞行过程中将产生大部分升力，全机身的宽边条从机头延伸到后部，与升力体条融为一体，能产生有利的边条涡来提高机翼升力。由于验证飞行任务并未考虑超音速飞行，因此内、外机翼的设计只有很小的前缘后掠角，翼尖略向下扭转。机翼内段设计有大面积副翼，可以头部偏转，同时还起到升降舵的作用，用于控制滚转和俯仰。机翼外段设计有翼梢开裂式副翼，可以独立操纵，根据飞行状态需要能起到方向舵的作用。
　　据该机的试飞员介绍，"食肉鸟"验证机的起飞特性是"常规的、慢动作的"，该机的最大飞行速度约483千米/小时，最大飞行高度6096米。根据的"食肉鸟"验证机的起飞重量，可以推断出这架飞机不会有太大的航程。它的布局可能像以前洛克希德公司研制"海弗兰"验证机，只能提供用于飞行试验任务的内部燃油，不足以维持远距离飞行。因此，未来类似这种布局结构的生产型飞机可能需要重新设计更大的、以便携带更多燃油的内部空间。
　　 隐身设计
　　在推进系统设计上，"食肉鸟"验证机采用了机背进气道和小型涡轮风扇发动机。进气口采用了目前最为隐身的设计，浅薄、宽缝的倒V型进气口位于机身上方，凸起的"驼峰"在确保空气直接进入的情况下，可以有效地阻挡压气机叶片表面反射雷达信号。进气道前方精心喷涂有白色的伪装，用于弥补进气道所产生的阴影，同时在内壁还涂有褐色的吸波材料，以进一步减小雷达波强度。
　　"食肉鸟"验证机采用一台普惠公司的JT15D-5C型高涵道比涡扇发动机，推力3190磅（14.2千牛），排放出的燃气具有较低的温度。直接轴向喷气的圆形喷管后接有扁平的"鸭嘴式"喷口，不仅增大了冷却面积，而且有效地遮挡了向下的红外辐射，从而大大减少燃气排出时的红外信号特征，此外还允许采用较轻的全复合材料。
　　据介绍，"食肉鸟"隐身技术验证机也使用了一些新的材料和制造技术来减少其雷达信号特征。例如，波音公司采用低温处理的碳纤维复合材料，制造了一个大型机身和机翼外形，这种整体式结构减少了飞机表面接缝，并对其余的表面接缝进行了特殊处理，明显降低了雷达信号截面。
　　在机翼上采用了可灵活移动的口盖，用于遮蔽可能引起雷达信号反射的缝隙。此外，与早期的F-117和B-2隐身飞机相比，预期这些设计能在使用维护节省费用方面产生实际的效益。另外，国外一些媒体推测该机有可能采用了类似变色龙的隐身技术，可以用于白天飞行来收集情报，同时还可能应用了声学方面的隐身研究成果。
　　制造工艺
　　除了用于验证低可探测性技术外，"鬼怪工厂"充分利用"食肉鸟"隐身技术验证机来验证如何高效率、低成本地制造原型机，而且在这一项目中成功地获得了许多开创性的设计方法和生产工艺，并已经及时地应用于目前战斗机的生产过程中。其中，最为显著的成果包括三维虚拟实体设计和装配、采用低成本通用工具、应用复合材料等精益制造技术。
　　从"食肉鸟"验证机的研制来看，"鬼怪工厂"通过系统集成途径，在一个"虚拟工厂"中设计、检查和优化该机的制造与装配工艺，甚至可以通过将有关数据传输到生产工厂中，直接加工出复杂的部件，从而形成前所未有的快捷生产方式。为了降低生产成本，"食肉鸟"验证机还采用了其它飞机的一些部件，如AV-8B攻击机的弹射座椅。
　　据波音公司综合防御系统分部介绍，波音公司在"食肉鸟"验证机项目中的早期投资，已经证明有助于改变原有的工业生产体系，在研制生产这架飞机的同时掌握了设计和制造一架飞机的新方式，从而能够为用户提供可担负性与高性能相统一的产品。从这个意义上讲，波音公司目前正在研制的X-45A无人战斗机技术验证机直接吸取了"食肉鸟"验证机的研制经验。
　　X-45A验证机在雷达隐身设计创新的一些方面，如气动外形和进气道，即是从这个项目中发展而来。同时，机翼制造过程中采用的冲浪板生产工艺，不仅易于拆卸，而且有效地降低研制成本，有助于实现验证计划的成本目标。这种可拆卸的机翼，平时可以拆下保存在专门的储存箱内，使用前只需30～60分钟就能够重新安装在机体上。
　　目前，波音公司认为喷气式战斗机的未来将向无人战斗机发展。在此次公开展示中，波音公司综合防御系统分部的总经理向美国空军部长詹姆斯·罗奇介绍了"食肉鸟"验证机上所使用的各种先进技术，说明这些技术已经能够实际应用到波音公司的无人驾驶战斗机计划中。从中可以看出，未来的无人驾驶战斗机预计将在位于圣路易斯的综合防御系统总部的研制和生产中扮演一个举足轻重的角色。(温 杰)

世界航空工业重要专题Boeing unveils Bird of Prey stealth technology demonstrator
　　波音公司和美国空军在圣路易斯工厂总部，向外界正式公开展示了一种称为"食肉鸟"（Bird of Prey）的单座亚音隐身技术速验证机。作为一个高度机密的项目计划，由"鬼怪工厂"全面负责设计、制造和试飞的"食肉鸟"验证机，在长达10年时间里一直鲜为人知。这次之所以公开露面，主要是这项计划所取得的大多数成果已经成为目前的工业标准，因此在隐姓埋名多年后，"食肉鸟"验证机终于被揭开了神秘的面纱。在简短的公开展示之后，波音公司将把这架"食肉鸟"验证机无偿捐赠给位于俄亥俄州莱特·帕特森空军基地的美国空军博物馆，它将与众多在航空航天技术方面取得成就的前辈一起，永久保留在博物馆内。
　　研制发展
　　10年前，随着冷战的结束，美国国防部认为，未来将需要飞行速度更快、制造工艺更加便利、研制成本更加低廉的军用飞行器。当时，在军用飞机领域实力雄厚的麦道公司，及时地了解到新出台的有关军用飞机研制和生产的审查标准。因此，在1992年，由麦道公司组成的研制队伍就开始秘密着手这项"食肉鸟"验证机项目的研制工作，希望展示有关隐身技术和精益制造方面的优点。波音公司在兼并了麦道公司后，继续投入资金来支持该项目的研究。据介绍，"食肉鸟"隐身技术验证机项目从初步研制、首次飞行到完成试验，整个计划一直持续到1999年，为了达到计划提出的所有目标，两家公司先后共投入了6700万美元的资金。
　　1996年秋天，"食肉鸟"隐身技术验证机首次试飞成功，试飞任务直到1999年底结束，总共执行了38次飞行试验。在内华达州的内利斯空军基地北部，波音公司与美国空军共同合作进行了"食肉鸟"验证机的各项试飞项目，所有飞行试验都是在试验区的格茹姆干湖上空秘密进行的。
　　美国空军官员高度评价了"食肉鸟"隐身技术验证机在试飞中所验证的减小雷达反射截面积的新概念，称其设计、研制和生产可谓是革命性的。波音公司的发言人表示，"食肉鸟"验证机将不会批生产，目前唯一制造的这架飞机主要用于验证特殊技术，其中一些技术仍然处于保密之中。
　　总体布局
　　根据最初提出的设计目标，"鬼怪工厂"在研制过程中特别注重增强飞机的隐身性能，不仅充分继承了以往型号设计的一贯风格，而且在总体布局设计上独辟蹊径，从而制造生产出一架似曾相识却又外形怪异的新型飞机。"食肉鸟"验证机的外形，从前面看呈现一个W型，从侧面看就如同一只伺机捕获猎物的鹰隼。
　　在总体布局上，"食肉鸟"验证机采用了无尾设计，扁平的升力体机身与海鸥形机翼具有完全直线的轮廓外形，从而较好地解决了气动、控制与隐身之间的矛盾。机身外形类似于一把笔直的宝剑，机长14.22米、机高2.82米，起飞重量为3350千克。该机的前端隆起，近似于X-32验证机设计，机头形状如光滑过渡的鸟嘴一般，后机身尾部也采用了角度更加尖锐和扁平的"鸭嘴式"喷口，可以最大限度地降低雷达信号反射信号。与机身轮廓相似，座舱底部也采用了相平行的直线边缘，以便有选择地反射雷达信号。
　　海鸥形机翼分为内、外两段，翼展6.90米，内段为大上反角，外段为大下反角。这一设计是出于减小雷达反射截面积的目的，可以减少传统的平直机翼的上、下表面产生的表面反射，避免雷达从上方或直接从下方探测到飞机，从而大幅度提高隐身性能。
　　为了保证气动性能，"食肉鸟"隐身技术验证机的升力体机身在飞行过程中将产生大部分升力，全机身的宽边条从机头延伸到后部，与升力体条融为一体，能产生有利的边条涡来提高机翼升力。由于验证飞行任务并未考虑超音速飞行，因此内、外机翼的设计只有很小的前缘后掠角，翼尖略向下扭转。机翼内段设计有大面积副翼，可以头部偏转，同时还起到升降舵的作用，用于控制滚转和俯仰。机翼外段设计有翼梢开裂式副翼，可以独立操纵，根据飞行状态需要能起到方向舵的作用。
　　据该机的试飞员介绍，"食肉鸟"验证机的起飞特性是"常规的、慢动作的"，该机的最大飞行速度约483千米/小时，最大飞行高度6096米。根据的"食肉鸟"验证机的起飞重量，可以推断出这架飞机不会有太大的航程。它的布局可能像以前洛克希德公司研制"海弗兰"验证机，只能提供用于飞行试验任务的内部燃油，不足以维持远距离飞行。因此，未来类似这种布局结构的生产型飞机可能需要重新设计更大的、以便携带更多燃油的内部空间。
　　 隐身设计
　　在推进系统设计上，"食肉鸟"验证机采用了机背进气道和小型涡轮风扇发动机。进气口采用了目前最为隐身的设计，浅薄、宽缝的倒V型进气口位于机身上方，凸起的"驼峰"在确保空气直接进入的情况下，可以有效地阻挡压气机叶片表面反射雷达信号。进气道前方精心喷涂有白色的伪装，用于弥补进气道所产生的阴影，同时在内壁还涂有褐色的吸波材料，以进一步减小雷达波强度。
　　"食肉鸟"验证机采用一台普惠公司的JT15D-5C型高涵道比涡扇发动机，推力3190磅（14.2千牛），排放出的燃气具有较低的温度。直接轴向喷气的圆形喷管后接有扁平的"鸭嘴式"喷口，不仅增大了冷却面积，而且有效地遮挡了向下的红外辐射，从而大大减少燃气排出时的红外信号特征，此外还允许采用较轻的全复合材料。
　　据介绍，"食肉鸟"隐身技术验证机也使用了一些新的材料和制造技术来减少其雷达信号特征。例如，波音公司采用低温处理的碳纤维复合材料，制造了一个大型机身和机翼外形，这种整体式结构减少了飞机表面接缝，并对其余的表面接缝进行了特殊处理，明显降低了雷达信号截面。
　　在机翼上采用了可灵活移动的口盖，用于遮蔽可能引起雷达信号反射的缝隙。此外，与早期的F-117和B-2隐身飞机相比，预期这些设计能在使用维护节省费用方面产生实际的效益。另外，国外一些媒体推测该机有可能采用了类似变色龙的隐身技术，可以用于白天飞行来收集情报，同时还可能应用了声学方面的隐身研究成果。
　　制造工艺
　　除了用于验证低可探测性技术外，"鬼怪工厂"充分利用"食肉鸟"隐身技术验证机来验证如何高效率、低成本地制造原型机，而且在这一项目中成功地获得了许多开创性的设计方法和生产工艺，并已经及时地应用于目前战斗机的生产过程中。其中，最为显著的成果包括三维虚拟实体设计和装配、采用低成本通用工具、应用复合材料等精益制造技术。
　　从"食肉鸟"验证机的研制来看，"鬼怪工厂"通过系统集成途径，在一个"虚拟工厂"中设计、检查和优化该机的制造与装配工艺，甚至可以通过将有关数据传输到生产工厂中，直接加工出复杂的部件，从而形成前所未有的快捷生产方式。为了降低生产成本，"食肉鸟"验证机还采用了其它飞机的一些部件，如AV-8B攻击机的弹射座椅。
　　据波音公司综合防御系统分部介绍，波音公司在"食肉鸟"验证机项目中的早期投资，已经证明有助于改变原有的工业生产体系，在研制生产这架飞机的同时掌握了设计和制造一架飞机的新方式，从而能够为用户提供可担负性与高性能相统一的产品。从这个意义上讲，波音公司目前正在研制的X-45A无人战斗机技术验证机直接吸取了"食肉鸟"验证机的研制经验。
　　X-45A验证机在雷达隐身设计创新的一些方面，如气动外形和进气道，即是从这个项目中发展而来。同时，机翼制造过程中采用的冲浪板生产工艺，不仅易于拆卸，而且有效地降低研制成本，有助于实现验证计划的成本目标。这种可拆卸的机翼，平时可以拆下保存在专门的储存箱内，使用前只需30～60分钟就能够重新安装在机体上。
　　目前，波音公司认为喷气式战斗机的未来将向无人战斗机发展。在此次公开展示中，波音公司综合防御系统分部的总经理向美国空军部长詹姆斯·罗奇介绍了"食肉鸟"验证机上所使用的各种先进技术，说明这些技术已经能够实际应用到波音公司的无人驾驶战斗机计划中。从中可以看出，未来的无人驾驶战斗机预计将在位于圣路易斯的综合防御系统总部的研制和生产中扮演一个举足轻重的角色。(温 杰)

世界航空工业重要专题