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像潜艇一样潜航像飞机一样飞行美军着手研制“飞行潜艇”

热度162票  浏览713次 【共0条评论】【我要评论 时间:2010年7月12日 22:30

  五角大楼研究人员试图研制一种军用飞行器,它可以像潜艇一样在水下航行,又能跃出海面,像飞机一样飞行。

  美国军事科学与技术部门国防部高级研究项目局正着手研制一种飞行器,可以在水面上低空飞行,并在靠近目标时潜入水下,以免被发现。

  然后,它会以潜艇的形态靠近目标,其目标可以是船或海岸设施,对其进行攻击后返航。

  据《新科学家》周刊报道,这项计划从2008年起就开始实施,目前已处于方案设计阶段,几个外部研究人员已经提交了设计。国防部高级研究项目局一年内即可开始向研究人员分配资金。

  流体动力和空气动力航行虽在原理上有相似之处,但技术上还有很大的难题。航空器要尽可能地轻,这样才能用最少的动力在空中飞行,而潜水艇则要密度大而坚固,以承受水压。重于空气的飞行器,其升力来自于两翼的气流———而潜艇则是通过注水和抽水改变浮力。

  解决后一问题的一个办法是设计出一种比水轻的潜艇,就像一架倒置的飞行器一样,利用其双翼产生的力使其潜入水里。然后在浮出海面的时候,双翼的“攻击角度”改变,产生一个向上的升力,令其飞行起来。

  潜艇设计师格雷厄姆霍克斯相信,可以利用现代的轻质碳纤维复合材料制造出一种足够结实、足够轻的飞行器,在水上和水下航行。他已经设计并建造出一架可以潜水的飞行器,取名“超级猎鹰”,它可以利用短而粗壮的翼潜入水下300米。霍克斯说,如果配以喷气式发动机和更大的翼,机器在空中的飞行速度将达到每小时900公里,而水下的航行速度也能达到每小时18公里。在这样的速度下,水流和气流对操纵面的作用力大体相似。霍克斯说:“就把它想成在水下飞行吧。这是可以做到的,只是还有很多工作要做。”

  一个问题的解决方式颇具戏剧性———为了使飞行器的翼开始产生一个向下的力,机身要潜入水下;但这对于一艘轻于水的船来说有些困难。霍克斯先生提出,可以模仿鸟类:“飞行器可能得机头向下,真正地潜入、猛地撞进水里。这自然会是十分壮观的场面。”

  另外还有很多设计难题有待解决。国防部高级研究项目局说,普通的电池可以使飞行器的航程达到44公里,但如此一来电池就会比船的其他部分加起来还重,而如果使用普通的燃料,就需要空气助燃,这就意味着需要一根水下通气管,并且潜入水下的深度最多只能达到几米。

  此外,喷气式发动机的运行温度高达几百摄氏度,因此如果很快从空中潜入水里,温度的突然改变很可能使其爆炸,而活塞发动机则并不能在水中运行。英国民航局的工程师吉姆麦克纳说:“不能让冰冷的海水接触高温发动机,因为热冲击会令发动机爆炸。”五角大楼制造飞行潜艇的梦想还有一段路要走。

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