“滚回绘图板”被淘汰的飞行器方案357

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波音联翼传感器飞机

波音联翼传感器飞机（早期）

上个世纪末，美国空军研究实验室（AFRL）发起了一个概念无人机计划，称为传感器飞机（SensorCraft）。这个计划提出的一种综合了预警监视和信息控制功能的高空长航时无人飞行器的概念。在21世纪担任情报、监视与侦察 （ISR）角色，全面取代美军现役的机载警告和控制系统 （AWACS）飞机，包括 E-3 预警机和 E-8 电子侦察机等飞机，在美军的“未来全球感知系统中”担任空中信息中枢的角色。

波音联翼传感器飞机（早期）

同时传感器飞机可与天基、 陆基信息系统实现多点协同，同时与多种武器平台通信互联。 在信息化作战场景中，传感器飞机作为重要一 环。传感器飞机最初的 概念研究合同为期4年，三大军火巨头诺斯罗普·格鲁曼公司、洛克希德·马丁公司和波音公司都参加了竞争性的预研。

传感器飞机对于无人机平台的需求包括通过雷达和其他传感器提供大大增强的覆盖范围，以及超过30 小时续航，3000Nm 的航程范围。对于高空和长航时的要求，对传感器飞机的设计提出了挑战，新设计必须达到非常高的续航时间，实现出色的空气动力学性能，提供强大的有效载荷能力以搭载任务设施，同时还必须具备雷达和红外的隐身能力。

波音联翼传感器飞机

在提出的大多数目标方案中，机身都采用了超越时代的全新设计，包括这非线性航空伺服弹性、非线性气动弹性、新结构和传感器技术的使用是达成目标的必须。

波音联翼传感器飞机（早期）

波音公司的初步方案采用了当时比较罕见的联翼设计。这个设计是1997年由前麦道团队提出，此前一年麦道公司已经和波音公司合并。这个布局由4 个前后缘平行的翼段在翼尖处相 连组成一个菱形，发动机和油箱位于机身内部， 机身后部设有V型双垂尾，主要操纵面位于后机翼后缘， 共形传感器分布在机翼、机身和尾翼上，可实现 360°全向探测

1997年麦道的联翼无人机专利

波音的早期提案源自同一时期NASA的另外一个研究计划“革命性概念”（Rev‐ Con）计划，波音在这个项目上联合兰利研究中心、德莱登飞行研究中心开发了“ 联翼飞行验证机 ”（Joined Wing Flight Demonstrator，JWFD）项目。JWFD探索了联翼布局的可行性和优势。在2001年完成了低速风洞试验。波音为JWFD设计了一种机翼-天线一体化的复合机翼结构，发展了一种机翼形 变实时测量装置。可以实现在小型平台集成大型合成孔径雷达，提高探测距离和精度”的目标。在传感器飞机计划初期，波音的方案直接继承了JWFD的研究成果。

波音的早期提案经常被用来说明传感器飞机项目的理念

涉及到的县级技术开发

一个验证模型

波音的早期传感器飞机方案很大——翼展将肯能达到50m，这种喷气动力传感器飞行器能够执行各种摄影和电子情报收集任务，同时保持对雷达和红外传感器的几乎隐身。

麦道的专利里面还有很多联翼的布局

波音联翼传感器飞机风洞模型

这个世纪初、在传感器飞机的工程发展阶段，波音公司修改了联翼方案， 新的联翼布局更加适合超大翼展无人机的结构布置。

波音的传感器飞机布局迭代

本图及下图引用自《航空学报》论文：传感器飞机核心关键技术进展与应用

主要布局依然是菱形的联翼布局，机身改为菱形翼身融合体，类似B-2幽灵隐身轰炸机。必主机翼窄的后翼不在和主翼在翼尖连接，而是在外翼段。机身后方有一个细长的兼做支撑结构的单垂尾。

波音联翼传感器飞机

波音联翼传感器飞机

这一布局比前期的联翼布局拥有更好的结构性能。优点是共形天线布置在 4 个翼段 上，易满足 360°全向探测要求，机翼与机身形成封闭式结构，机翼刚度好，弹性变形小，后翼提高了静安定特性和小扰动回稳能力，利于配平。

波音联翼传感器飞机模型

缺点是后翼的气动弹性发散速度很低，需进行发散控 制；前后翼联结带来了诸多特有挑战，如联结处 流动分离、后翼屈曲、控制面分配等。

波音联翼方案的气动弹性测试

波音联翼方案的气动弹性测试

波音公司开展了联翼传感器飞机气动弹性响应研 究计划，研究人员使用兰利实验室气流振荡系统。开发了比较有效的控制律，以应对阵风载荷。

论文中的波音联翼方案配图

波音联翼传感器飞机

2007 年波音公司通过“多功能结构与共形孔径（MSIA）”项 目，针 对 机 翼 、武器舱、整流罩或机身开展一体化天线研制，完成了机翼组件 （LCSw）和舱门组件（LCSd）测试，验证了大规模结构一体化天线在实际工作环境中的特性。

加拿大维多利亚大学建造的波音传感器飞机模型

到 2006 年，天线阵列技术的进步已经让联翼的方案失去了优势，因为 AESA 端射元件现在可以发射平行于阵列表面平面的高功率波束，例如朝向机翼的前缘和后缘。因此，平直机翼内置的机载天线阵列即可以完成覆盖整个 360° 视场。因此，隐身方面优势更大的飞翼布局获得更高的评价。

波音传感器飞机风洞模型

传感器飞机的最终获胜方案是诺斯罗普-格鲁曼公司的穿透-ISR（P-ISR）方案，诺斯罗普·格鲁曼公司于 2008 年获得了一份价值数十亿美金的大合同，用于开发无人驾驶 P-ISR 平台。 2010 年 8 月 3 日这架验证机在高度保密的情况下在夜间完成了首飞，根据外界猜测这架无人机被命名为 RQ-180。@nordland 今日头条 原创首发

今年公布的RQ-180外观

拍摄到的RQ-180试飞

波音联翼布局传感器飞机参数

起飞总重量：60780kg

空机重量系数： 0. 44

燃油重量系：0. 56

翼展： 50m

长度： 31m

有效载荷：4170kg

5500m任务留空时间：20h

巡航马赫数：0. 80

传感器集成方式：机翼嵌入传感器（360°视野）