
美國打造可水空兩用“飛行潛艇”
2010-07-09 07:38:38
來源:科技網
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國際船舶網
我有話要說
美國人總是別出心裁:據英國《每日電訊報》7月6日報道,美國國防部正在研發一個水空兩用的軍事交通工具,該機器能夠像潛艇一樣在水下飛行,也能夠像飛機一樣在天空翱翔。
研究人員表示,雖然現在已有人提交了設計方案,但是,要將該“飛行潛艇”從設計圖紙變成現實,還需要很大的努力。
描繪“飛行潛艇”藍圖
美國國防部的高級防御研究計劃局(DARPA)承擔了“飛行潛艇”的設計和制造工作,它能夠在距離海面很近的上方飛行,為避免被探測到,該潛艇會在接近目標時迅速消失,潛入水下慢慢接近目標(輪船或者潛艇),然后發動襲擊。
英國《新科學家》雜志報道稱,該項目始于2008年,目前,研發人員已提交了數個設計方案。DARPA可能會在一年之內,給研發人員分配資金。
解決“飛”與“潛”的矛盾
盡管水動力飛行和空氣動力飛行的原理一樣,但是,這項新技術仍然面臨著幾個極大的挑戰。首當其沖的便是如何更好地在天空飛行和水下潛行之間找到平衡。
飛機需要盡可能輕,這樣,它們僅僅需要借助很小的動力就可以飛翔。然而,潛水艇要求特別密實和堅硬,這樣才能夠承受巨大的水壓。比空氣重的飛機能夠飛翔,依靠的是其機翼和發動機。飛機的機翼上方是弧線的,下面是平直的,飛機在移動時,機翼上面的空氣流動快,機翼下面的空氣流動慢,這樣就產生了一個向上的升力,飛機也就平穩地飛上天了。飛機的發動機還連接著螺旋槳,螺旋槳轉動,帶動氣流,飛機就能長時間在天上飛了。然而,潛水艇僅僅通過進水和出水來改變其浮力。
解決這個問題的方法之一是設計一個比水輕的潛水艇,而且,該潛水艇能夠像飛機一樣,使用其機翼產生的推力迫使其離開水面,機翼的“翼型氣動攻角”其后將被改變,從而產生向上的推力,使潛艇能夠飛起來。
英國潛水艇設計工程師格拉哈姆·霍克斯認為,現代的輕型碳纖維復合材料能夠被用來制造夠硬、夠輕的航空器,讓其實現“飛天入海”。
據英國媒體2009年5月份報道,霍克斯已經設計并且制造了一臺水下飛機“深水飛行超級獵鷹”,它也被戲稱為“大洋里的里爾飛機”。該水下飛機就像一只大的海洋動物在水里移動,并且可以完成像鯨魚一樣的翻滾動作。
霍克斯被認為是根據空氣飛行原理設計潛水器的第一人,他利用機翼上產生的向下的“升力”,使潛艇向深處下潛。他設計的飛機使用短而粗的機翼,能夠在水下300米左右的地方飛行。
霍克斯表示,如果該飛機擁有噴氣發動機和更大的機翼,其在空氣中飛行的速度將達到900公里/小時;在水下潛行的速度可以達到18公里/小時。
為了讓機翼產生向下的推力,飛機必須前往水下,一個比水還輕的容器或許可以做到這一點,霍克斯建議承擔美國國防部“飛行潛艇”項目的研究人員借鑒鳥類的飛行方式。他說,人們必須讓機頭朝下,潛水、拍打,并且進入水中,這將是非常壯觀的場景。
在冷熱之間找平衡
但是,仍然還有許多其他的設計問題需要克服,普通的電池能夠讓飛機飛行44公里,就像DARPA設計出的飛機一樣,但是,要解決問題,電池可能會比飛機的其他部分還要重。而且,使用普通的燃料來讓飛機飛行將需要供應很多的空氣,這意味著“飛行潛艇”進入水中的深度將僅僅為幾米。
另外,在幾百攝氏度下運行的噴氣發動機,當溫度突然發生改變時極有可能爆炸。比如,如果該飛機在空中飛翔之后,很快潛入水中,就很可能會出事;另外,如果被浸沒在水中,活塞發動機也會出現故障。英國民用航空局的工程師吉姆·麥肯納表示,當滾燙的發動機遇到冰冷的海水,熱沖擊會讓發動機分崩離析。
研究人員表示,美國國防部“飛行潛艇”的夢想仍然需要更多的努力才能照進現實。

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