【行業(yè)新聞】美國陸軍著眼于未來流體推進(jìn)技術(shù)，以實現(xiàn)更安全、更安靜、更高速的作戰(zhàn)行動

導(dǎo)讀：據(jù)Jetoptera公司最新數(shù)據(jù)以及近期美國空軍AFWERX和DARPA項目資料顯示，該公司表示其流體推進(jìn)系統(tǒng)正逐步接近實際國防應(yīng)用。這項技術(shù)意義重大，因為更安靜、無葉片的推進(jìn)系統(tǒng)可能會改變軍方在人口密集城市和對抗環(huán)境中的行動方式。

J-500無人貨運平臺。

原理樣機(jī)試飛。

流體推進(jìn)系統(tǒng)外形。

J-2000概念機(jī)。

推進(jìn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

Jetoptera公司將流體推進(jìn)系統(tǒng)定位為傳統(tǒng)直升機(jī)和涵道風(fēng)扇推進(jìn)系統(tǒng)的有力競爭者，并援引AFWERX、DARPA和內(nèi)部測試報告中披露的進(jìn)展。這家公司表示，該技術(shù)依賴于一個緊湊型燃?xì)獍l(fā)生器，為無葉片流體推進(jìn)器提供燃料，這些推進(jìn)器通過卷吸外部空氣而非旋翼切割空氣來實現(xiàn)推進(jìn)。負(fù)責(zé)演示的工程師指出，由此產(chǎn)生的聲學(xué)特征類似于寬帶風(fēng)噪，而不是低空旋翼機(jī)典型的尖銳、有節(jié)奏的聲學(xué)特征。這一特性引起了研究城市地形機(jī)動性的國防規(guī)劃人員的興趣。

Jetoptera的架構(gòu)以小型渦軸或渦噴發(fā)動機(jī)核心為基礎(chǔ)，該核心為嵌入機(jī)身的分布式弧形噴射器提供高壓氣體。在每個推進(jìn)器內(nèi)部，噴氣流通過康達(dá)效應(yīng)附著在內(nèi)表面，吸入大量周圍空氣，從而倍增質(zhì)量流量和推力。與純渦噴發(fā)動機(jī)相比，該系統(tǒng)能夠以更低的速度和溫度加速更大體積的空氣，從而實現(xiàn)更高的推進(jìn)效率、顯著降低噪聲，并為未來儲能技術(shù)進(jìn)步后采用電動壓縮機(jī)鋪平道路。

在近期產(chǎn)品組合的核心產(chǎn)品中，F(xiàn)TC-250自適應(yīng)流體推進(jìn)系統(tǒng)采用緊湊的40×10英寸（1.01×0.25米）模塊，功率為250千瓦級，可提供約500磅（226千克）的推力。Jetoptera公司報告稱，在流體模式下，該系統(tǒng)的油耗低于每小時每磅推力0.7磅（0.3千克），并聲稱其效率比小型渦噴氣發(fā)動機(jī)高出兩位數(shù)，同時燃油消耗量降低兩位數(shù)，與同類渦扇發(fā)動機(jī)或渦螺旋槳發(fā)動機(jī)相比，重量也顯著減輕。J-500無人貨運平臺利用這項技術(shù)，能夠以高達(dá)200節(jié)（370千米/時）的速度，將50千克的有效載荷運送至約150海里的地點（277千米）；而J-2000概念機(jī)則將相同的原理擴(kuò)展到四推進(jìn)器垂直起降飛行器，其巡航速度可達(dá)200節(jié)（370千米/時），且噪聲遠(yuǎn)低于現(xiàn)有旋翼機(jī)。

在作戰(zhàn)方面，這項技術(shù)直接針對美國部隊在人口密集的城市和對抗環(huán)境中面臨的挑戰(zhàn)。流體推進(jìn)器可以嵌入箱形機(jī)翼、鴨翼甚至傘翼，從而實現(xiàn)極短的起降距離，并可在旋翼直徑受限的小型空地、巷道、屋頂或艦艇甲板上進(jìn)行垂直起降。由于沒有外露的旋翼葉片，提高了部隊和車輛周圍的地面安全，減少了下洗氣流，并使其更容易在臨時停機(jī)坪、狹窄街道或緊湊型海軍平臺上運行，而無需考慮通常的旋翼危險區(qū)域。對于特種作戰(zhàn)、情報和后勤任務(wù)而言，更安靜的進(jìn)場剖面和更低的聲學(xué)特征會使敵方偵測和跟蹤變得更加困難。

對于國防工業(yè)而言，F(xiàn)PS（流體推進(jìn)系統(tǒng)）技術(shù)有望開辟一個全新的設(shè)計空間。主承包商和機(jī)身集成商可以用纖薄的嵌入式推力模塊取代大型旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)，從而騰出空間用于燃料、有效載荷或任務(wù)系統(tǒng)，并簡化艦載和遠(yuǎn)征用途的折疊和存放。如果這項技術(shù)能夠如預(yù)期般成熟，將催生出一系列靜音無人機(jī)、模塊化高速垂直起降平臺和傘翼投放系統(tǒng)，從而重塑未來垂直起降領(lǐng)域的競爭格局，并為尋求低特征航空解決方案的用戶提供方案。

然而，通往未來的道路并非一帆風(fēng)順。任何非傳統(tǒng)推進(jìn)系統(tǒng)都需要證明其在灰塵、沙粒和冰凍環(huán)境下的耐久性，證明其在野外條件下的可維護(hù)性，并通過嚴(yán)格的適航性和安全性審查。能源研究還表明，零排放流體推進(jìn)系統(tǒng)需要比現(xiàn)有電池性能更優(yōu)異的電池。然而，無葉片推力、高亞聲速飛行速度、靈活的機(jī)身集成以及大幅降低的噪聲，正是軍方在分散作戰(zhàn)和城市作戰(zhàn)中所需要的。流體推進(jìn)系統(tǒng)如今不再僅僅是一種新奇事物，而更像是一種顛覆性的選擇，它可能會影響下一代垂直起降飛機(jī)的構(gòu)思、制造和部署方式。

來源：中國航空報

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