大学生设计的轻型攻击机“十字弓”

发布日期：2025-03-08 21:30 点击次数：55

“滚回绘图板”被淘汰的飞行器方案408

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“十字弓”

“伊可洛斯”

伊可洛斯

2001年，NASA发起了一项“小型飞机运输系统”SATS设计竞赛，来自弗吉尼亚理工大学的 14 名学生和来自拉夫堡大学的 12 名学生组成的国际/多学科飞机设计团队提交了一个有趣的方案。

伊可洛斯早期方案

2002年，经过多次迭代和修改，团队提交了以希腊梦神伊可洛斯（Ikelos）命名的联翼双风扇轻型飞机。

伊可洛斯三视图

总体布局

伊可洛斯采用前后 2 座设计，飞行员座舱串联。航程可达到500+ 海里最大速度达到140 kts。此外，具备非常出色的短距离起降性能，满足5米障碍物下，46 米（150 英尺）降落和152 米（500 英尺）起飞的要求。非常适宜在大量短跑道的通用航空机场使用。

机翼压力计算

设计小组对伊可洛斯独特的箱式联接机翼的空气动力学、稳定性和纵质量进行详细分析，以确保安全可靠的完成短距离起降。动力系统上，伊可洛斯使用创新的旋转式柴油发动机设计，显著降低了推进系统的重量、成本和复杂性。

旋转式柴油发动机

动力系统布置

与典型的螺旋桨相比，函道式风扇在给定的推力下需要更小的直径。此外，涵道式风扇在低速时特别有效且噪音更低。前缘和后缘的襟翼系统确保了低速下的飞行性能。飞机的函道风扇在起降阶段可以旋转，将推力偏向下方，进一步降低起降距离。

襟翼设计

结构设计上，使飞机尽可能轻便和简单，箱形机翼的桁架状结构，飞行过程中产生的许多力矩会传递到整个机翼结构中，从而减少了所需的结构加固。。主要结构骨架包括四个纵梁，呈箱形，贯穿整个机身长度。七个隔板将纵梁垂直连接在一起，并位于机身沿线的高负载区域。所有关键部件都连接到舱壁上，以便通过机身轻松分配负载。位于后排座椅后面的主隔板由铝制成，不仅作为发动机和防火墙的连接点，而且还设计用于在发生碰撞时使发动机向下偏转，远离驾驶舱。

机体结构

身和机翼蒙皮由玻璃环氧树脂制成，带有 Nomex 蜂窝芯以增加刚度，而翼梁、肋骨和纵梁由碳环氧树脂制成。为了抗冲击性，内侧前翼蒙皮上加入了凯夫拉加固材料，以便机组人员在登机时可以踏上机翼。起落架为固定式前三点结构，有内置减震弹簧降低冲击力。

座舱

座舱有传统仪表和飞行控制系统，以及现代化的多功能显示器，座椅和支撑结构经过特殊加固，并采用高能吸收材料，可以在冲击中保护飞行员。

伊可洛斯早期设计

伊可洛斯是一个非常完整的优秀设计，特别是考虑到是由初出茅庐的工程师完成的。不过在团队发布了项目报告之后，就一直没有进一步的推进了。SATS 的另一个目标是成本控制。估计伊可洛斯成本为 156,000 美元，在通用航空飞机的当前价格范围内，本应非常具有竞争力。但最终SATS也没有什么实际的成果，这实际上和世纪初的通用航空市场疲软相关，类似的项目很难获得真正的商业投资。

伊可洛斯

“十字弓”

十字弓

然而另一个市场情况完全不同，911之后军事航空市场非常火热，特别是美国和全世界的反恐盟友都增加的对反游击战飞机（COIN）的需求。于是一个基于伊可洛斯的轻型攻击机方案诞生了。

十字弓

伊可洛斯的短距起降能力，高续航性能以及，长时间滞空能力，使得这架飞机成为了非常合适的低成本COIN平台。攻击型的伊可洛斯称为“十字弓”（ARBALEST），显然源自其联翼外观。

十字弓

在机身前部，设计了一个空间用于安装 12.7 毫米、8.58 毫米、7.62 毫米或 5.56 毫米的机枪。此外，还可以安装 40 毫米榴弹的发射装置。在机身中部的射击点可以安装更为重的武器——包括 30 毫米的 M230 炮，或是 20 毫米的 M197 火神炮。飞机的机翼有两个导弹和炸弹的挂载点。