戍天九思：飞控革命:美国研发无控制面飞机X-65

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　　近日，《简氏防务》、《飞行国际》和《新科学家》等多家外媒报道，波音子公司极光飞行科学公司开始研制一款新型X系列验证机X-65。这是美国国防部高级研究计划局规划的“革命性新型效应操控航空器”项目的验证机。

　　那么，为什么说X-65是飞控革命？X-65飞控革命的底气是什么？X-65飞控革命将颠覆什么？

　　▲极光飞行科学X-65验证机风洞模型

　　为什么说X-65是飞控革命？

　　1903年12月7日，莱特兄弟发明的飞机进行了首次飞行。此后，120多年来，无论是民航飞机，还是军机，所有飞机都有襟翼、副翼、方向舵、升降舵等气动控制面，它们在气流中利用舵面偏转产生的平衡力和控制力来操作飞行，实现飞机的升降以及转向。

　　▲F-35飞机上的气动翼面示意图

　　X-65则未设计这些传统的气动翼面，采用主动气流控制技术（AFC）。它的机身采用三角翼结构，主机翼与尾翼融为一体，在机身表面以及多处机翼后掠面上，嵌入了14个AFC效应器，这种效应器是一种压缩空气喷口，在飞行时，通过从发动机内引出高速气流，从喷口喷射而出，从而直接产生能量，以改变机身周边气流实现飞机转向和升降。因此，AFC也被称为射流飞控技术。

　　由此可见，传统飞机的飞行控制系统（简称飞控系统）是机械式硬件控制，X-65是由计算机软件控制的，也就是说X-65用软件控制代替硬件控制，这无疑是对百年飞控系统设计的革命，挑战和机遇都是前所未有的。

　　X-65飞控革命的底气是什么？

　　纵观人类历史，能量和信息既是科技发展的两个重要维度，也是人类文明的根本标尺。

　　B-2问世30年多来，人类利用能量技术没有发生质的变化，仍然没有突破核聚变技术，仍处在0.7型文明水平。但是，人类利用信息技术却发生了翻天覆地的变化，从传统计算机到量子计算机，从互联网到移动互联、到星链，特别是人工智能跨上了三大台阶：1997年5月|BM公司“深蓝”战胜国际象棋大师卡斯帕罗夫，2016年3月谷歌“AlphaGo”战胜世界围棋冠军李世石，2022年11月语言大模型ChatGPT横空出世。

　　于是，美军的F-22、F-35、B-21和X-37B、X-59、X-65突破方向主要都集中在信息维度上，主要是利用AI获得信息作战优势。

　　F-22是杀伤链武器，F-35是杀伤网武器，B-21是杀伤云武器，B-21还是AI大模型作战运用的集大成者。X-59是低空超音速静音者，是利用AI大模型解决低空音爆问题的产物。X-65是传统飞控系统的颠覆者，利用AI大模型解决复杂飞控问题的产物！

　　2016年，美国空军“空中优势2030”研究团队就向高层建议：摒弃“第六代”战斗机的概念和讨论，创造性地提出“穿透型制空平台”新概念。强调，重点不是开发一种新型飞机，而是利用能力在多个域（空中、太空和赛博空间）实现空中优势。

　　从穿透型制空平台的角度来理解，X-37B是“太空突袭者”，B-21是“云突袭者”，X-59是“低空突袭者”，X-65是“隐身突袭者”！

　　X-65飞控革命将颠覆什么？

　　X-65的重量约为3200公斤，翼展超过9米，速度0.7马赫，采用模块化机翼配置，能够集成先进的飞行试验技术。极光飞行科学公司已经始建造工作，将于2025年初造出一架完整飞机。

　　正如预警机革了地面雷达的命一样，GPS制导革了传统制导方式的命，可重复使用火箭革一次性火箭的命，一体化压铸技术革了传统汽车制造的命，X-65的主动气流控制必将革了传统飞控系统的革。因此，X-65不仅仅是飞控系统的革命，而是飞机设计理念的革命——用软件代替硬件的革命。

　　▲BAE为CRANE项目设计的验证机概念图

　　自X-65之后，战机性能不仅仅是由外形和结构决定，更主要的是由软件功能决定，从此开启了智能化飞机研发新时代——“硬件搭建平台，软件定义功能”。

　　气动性能的革命。传统飞机气动性能由飞机外形和控制面决定。X-65由于取消了传统控制面，它的气动性能主要由主动气流控制决定，飞机的高机动性和稳定性可能会出现质的变化。比如，无控制面飞机的气动特性可能更加敏感，对于风切变、湍流等气象条件下安全性需要再验证。又比如，传统飞机由气动翼面控制，当发动机故障或空中停车时，可依靠气动翼面的扭转调整飞行姿态，操控飞机迫降。而采用AFC技术的X-65，一旦动力系统出现问题，单发飞机将会失控，只适合无人机用，有人机只能采用双发或多发。

　　飞机设计的革命。美国国防部高级研究计划局说，取消外部移动部件预计将减轻重量和复杂程度，提高飞机性能。X-65使用发动机喷流、飞控计算机和传感器等无控制面技术，需要采用复合材料结构和一体化成型技术等特殊结构设计和制造工艺，需要对飞机的结构强度、系统可靠性、人机交互等方面，进行全面安全评估，以确保其符合适航标准和国际标准，还会带来飞行训练、作战使用和维护保养等一系列革命性变化。

　　隐身性能的革命。1999年3月27日，南联盟空军击落美军F-117A，利用的就是其侧向、转弯、开弹舱等容易被发现的隐形弱点。由此可见，控制面是影响飞机隐形的重要因素。采用无控制面设计可有效减少雷达反射面积，大大提高隐身性能，开辟了提高隐形性能的新赛道。

　　▲展示进气道的X-65风洞模型

　　▲B-2隐形战略轰炸机的控制面影响隐形性能

　　总之，X-65采用的AFC技术虽然不是全新概念，在可重复使用火箭控制上有相对成熟技术，在AI大模型时代并非不可能实现，但它带来的影响将是长期性的、革命性的。