中国武装“飞碟”现身，追溯历史展望未来涵道飞行器能否实用化？

10月10日，第5届天津国际直升机博览会开幕，最让人惊奇的当属“超级大白鲨”武装飞碟（直升机）。官方的数据是，可搭载2名乘员，机长7.6米、高2.85米、旋翼直径为4.9米、实用升限为6000米、最大起飞重量为6吨，转场航程2950公里。这个航程超过了以往人们对于武装直升机的认知，AH-64“阿帕奇”武装直升机的航程是1900公里。卡-52“短吻鳄”的航程是1200公里，米-24“雌鹿”的航程是1000公里。

而且官方数据最大平飞速度是650公里/小时，这个速度大概是什么概念呢？目前的直升机都是300多公里/小时左右，如“阿帕奇”或者“铺路鹰”之类的，这个速度甚至超过了倾转旋翼机，如V-22“鱼鹰”倾转旋翼机的速度约500公里/小时，当然“鱼鹰”能运输很多人，V-280“勇士”倾转旋翼机是520公里/小时，而S-97“侵袭者”高速直升机的速度是482公里/小时。

综合航速和航程数据，推算其航时约4个小时以上，6吨的起飞重量与我国现役直-10武装直升机属于同一级别。但其飞碟型的设计具备绝对优势，首先碟状飞行器的各方向中心轴对称受力均匀，可实现任意方向转弯；可以采用垂直起降模式，可对称布置发动机，适合舰载；气动阻力小，但气动流体复杂；任意角度的侧面投影面积小，雷达反射面积基本为零，理论上要比“隐身鹰”与“科漫奇”等隐身直升机更具备优势。

▲突袭本·拉登“大院”的MH-X“隐身鹰”（StealthBlackHawk）。

▲RAH-66“科曼奇”与AH-64“阿帕奇”。

涵道式飞行器与碟形飞行器的前世今生

“超级大白鲨”的出现瞬间成为了网络热议的话题，从空气动力学角度看，它属于涵道式碟形飞行器一类。人类对碟形飞行器的探索其实有相当漫长的时间，19世纪30年代末德国科学家就已经开始对UFO进行研究，二战时期德国科学家相继提出了9个新月形或碟形飞行物设计方案。二战末期，希特勒为扭转败局下令让德国的科学家们仿制不明飞行物UFO，随着战事需要，党卫军也介入项目研究。在二战末期1944-1945年期间，盟军前线部队多次出现目击UFO事件，相关报告得到盟军相关高层重视，盟军飞行员称其为“浮”式战斗机（foofighter）。

▲现存于美国新墨西哥州罗斯威尔国际UFO博物馆的德国“浮”式战斗机（foofighter）模型。

而根据战后披露的机密档案，盟军掌至少掌握了12个纳粹飞碟设计方案，他们分别是“圆形平面”（Rundflugzeug）、“火球”（Feuerball）、“磁盘”（Diskus），“飞碟”（Haunebu）、“飞行陀螺”（Hauneburg-Gerät）、“复仇”V7（Vergeltungswaffe7）、“尖叫”（Vril）、“闪电”（Kugelblitz）、“仙女座”（Andromeda-Gerät）、“航班”（Flugkreisel）、“子弹”（Kugelwaffe）和“帝国飞盘”（Reichsflugscheibe）。

▲“圆形平面”（Rundflugzeug）的设计图纸，项目代号RundflugzeugRFZ7。

而在众多的纳粹飞碟方案中的一种叫“飞行陀螺”（Hauneburg-Gerät），她是否存在至今仍有争议，有一种说法是德国先后制造了三架，其中两架完成，第三架因战败而终止。这也就是早期盟军飞行员称作的“浮”式战斗机（foofighter），盟军当时猜测其实际用途是侦查和电磁脉冲干扰。

▲党卫军有关“飞行陀螺”（Hauneburg-Gerät）的第二架（Haunebu-Ⅱ）的一份文件。

战后1950年，曾经参与该项目的德国科学家鲁道夫·施里弗（RudolfSchriever）与意大利科学家朱塞佩·贝卢佐（GiuseppeBelluzzo）证实了“飞行陀螺”是由德、意两国共同研发，而早期的图纸已在斯洛伐克被盗，同时说明飞行器为旋翼升力双转子动力，三架飞行器在苏联红军攻入德国后不久销毁。人们猜测该飞行器属于涵道式旋翼原理，所用的发动机为径向活塞发动机（星形发动机）、涡喷发动机或涡轴发动机。盟军士兵曾描述其为无烟、无声、无火的飞行状态，而据说当时参与这项目的发动机设计师决绝与盟军合作并移民到其他国家。

▲这是一张据称是经过技术鉴定拍摄于1944年挪威地区的黑白胶片，对于“浮”式战斗机（foofighter）是否真的存在，怀疑论者和阴谋论者至今仍吵的不可开交。

猜测德国当时已经掌握涡轴发动机的说法并不是空穴来风，目前各国内燃机教材都尊崇世界上第一种涡轴发动机是法国赛风（Turbomeca）公司的波兰裔设计师约瑟夫·西德洛夫斯基（JosephSzydlowski）发明的，1948年制造第一台样机，1950装配在直升机上实验成功。但实际上根据现存资料档案看，第一个尝试涡轴发动机还是德国人，宝马公司曾与1944年中期，基于BMW003涡喷发动机的内燃机基础构造和原理衍生出了GT101涡轴发动机，并实际在豹式坦克上做了大量论证实验，是完全可以用轴功率驱动坦克主动轮的。

▲现存唯一的一台宝马BMW003涡喷发动机被珍藏于德国柏林加图空军博物馆（BerlinGatowLuftwaffemuseum），而GT101涡轴发动机在德国战败前销毁。

除此之外，德国福克·沃尔夫公司（Focke-Wulf）的创始人海因里希·福克（HeinrichFocke）在1939年也曾研制过一种碟状涵道式飞行器，其采用的是共轴双旋翼，名为福克·沃尔夫“罗氏”（FW-Roche）。

▲福克·沃尔夫“罗氏”（FW-Roche）涵道式飞行器制造车间。

▲福克·沃尔夫“罗氏”（FW-Roche）涵道式飞行器试验。

▲福克·沃尔夫Fw61并列双旋翼直升机。

而“超级大白鲨”的设计与福克·沃尔夫“罗氏”（FW-Roche）涵道式飞行器存在诸多相似之处。

同样也是碟状涵道式飞行器，采用共轴双旋翼，驾驶舱完全是“坐”在共轴双旋翼的桨毂中心上。而官方也在说明中称，设计方案参考了卡-52“短吻鳄”的设计，卡-52与中国现役卡-28直升机都是采用了共轴反转双旋翼，共轴反转双旋翼可以相互抵消力矩，无需用尾桨抵消反转力矩，作为涵道式飞行器非常适合。

▲中国海军卡-28直升机

▲卡-52“短吻鳄”直升机。

而且目前人类制造的涡轴发动机技术的成熟，中国也有可以用于6吨级直升机的国产涡轴发动机。

涵道飞行器技术特点与难点

从空气动力学角度讲，有涡轴发动机和共轴双旋翼技术并不能实现涵道式飞行器实用性，这与一些人认为的“砖头配发动机也能上天”完全不一样。虽然人类从二战时期就对这种飞行器着迷，但直到现在也多是存在于科幻电影中。

▲涵道式飞行器，阿凡达C-21“龙式”突击战舰。

涵道式飞行器是在自由螺旋桨外围设置环形涵道，以涵道风扇作飞行动力，具备垂直起降和悬停能力的飞行器。涵道式风扇比开放自由式旋翼有很多优点，直升机的开放自由式旋桨的桨后气流会产生明显的缩颈现象，其产生的气流只有直升机的旋翼的一半，所产生的升力滑动气流非常分散，所以消耗了一部分发动机输出的功率，而涵道风扇可以有效的聚集滑动气流，同时将空气滑流转换成更大的推力，从而更能有效的释放发动机功率。除了涵道风扇中旋翼产生的拉力外，涵道壁还能产生附加升力，这就是人类从二战起就对涵道飞行器趋之若鹜的原因！

▲阿凡达“蝎”式涵道直升机与“鱼鹰”倾转旋翼机的根本性区别是，一个是采用涵道风扇，另一个是开放自由式旋翼，如果两者重量体积相同，且发动机输出功率相同的情况下，“蝎”式的飞行速度和航程都将是“鱼鹰”的两倍！

普通旋翼在运动时存在的阻力有：空气摩擦阻力、压差阻力、诱导阻力和干扰阻力等等。旋叶在高速圆周运动时，叶尖受阻力共振加大，产生气流冲击波且噪声非常大，这是开放自由式旋翼转换功效率低下的主要原因。而涵道风扇可以对叶尖做涵道环括限制，冲击噪音小，诱导阻力小，在同样的功率消耗下，涵道风扇具有更强大的推力与升力。

▲神盾局的飞天航母，大型涵道风扇是目前除了反物质动力与浮空器技术以外，实现飞天航母的可行性方案。

然而人类始终未能将美好的愿望变成现实，而涵道风扇只在一些小型无人机或玩具中应用，随着重量、尺寸、气动阻力的增加，载人涵道飞行器要面临诸多技术难题。旋翼在涵道内高速圆周运动中的效率要非常高，是一个非常精密系统，叶尖与涵道壁的间隙必须非常小，风道内气流非常复杂，桨叶翼梢的气动扰流在风道形成三雏形，需要保持超高速和最小震动，而在飞行器机动时，旋翼面需要变化的情况下，三雏形风道更加复杂，所以至今未看到采用涵道风扇的军用飞行器出现。

战后的碟形飞行器

二战结束后，美国公众对外星人及UFO事件的话题日益敏感，各种阴谋论观点层出不穷。1947年美国总统哈里·杜鲁门（）直接签署命令，对地外生命访客、未知灵异事件、不明飞行物UFO及各种可能实现的军用碟状飞行器进行研究，并成立由美国各领域科学家、军事将领、武器公司、政府首脑组成秘密组织，组织代号“雄伟-12”（Majestic-12）。

▲阿夫罗加拿大公司Y-1计划的扁三角形垂直起降方案“阿夫罗黑桃A”（AvroAceofSpades）。

1952年，加拿大国防研究与发展署为阿夫罗加拿大公司提供了40万加元用于Y计划的发展，在“阿夫罗黑桃A”的基础上，Y-2计划实施，于此同时美国军方得到了消息，开始介入与加拿大展开秘密合作，这就是著名的“阿夫罗飞车VZ-9”（AvroCanadaVZ-9Avrocar）。

▲阿夫罗加拿大公司Y-2计划“阿夫罗飞车VZ-9”（AvroCanadaVZ-9Avrocar），美方项目编号是1794/WS606A。

▲1961年“阿夫罗飞车VZ-9”试验照片。

阿夫罗加拿大公司Y计划的设计之初是为给加拿大与美国军方提供一种垂直起降的蝶形飞行器，结果历时数年也飞不起来，离地间隙很小，所以只能当做车来使用，美国军方认为用它替代美国陆军的吉普车也挺不错，但最终证明即便作为车辆使用也是不可能的，项目最终于1961年终止。

▲“阿夫罗飞车VZ-9”行驶实验。

“阿夫罗飞车VZ-9”采用的是三台涡扇发动机，并不属于涵道飞行器。在该项目终止前不久，美军发现英国的“鹞式”战机比加拿大人的方案靠谱多了，转而开始与英国的霍克公司、布里斯托尔公司合作，并最终由麦·道公司引进技术生产AV-8B。

▲短距/垂直起降战机“鹞式”。

采用涡扇或涡喷动力的短距/垂直起降战机依然不能像直升机一样作战，其在悬停时的功率输出非常大，作用功在短时间有较强爆发力，但不可持续，非常消耗燃料，所以涵道风扇依然是蝶形飞行器的首选。

涵道飞行器现状

▲“鸬鹚”涵道飞行器。

现阶段最早提出载人的涵道飞行器是以色列城市航空有限公司（UrbanAero）研发的“鸬鹚”垂直起降无人机（CormorantVTOLUAV），采用纵列双涵道风扇，自身具备远程控制和自主飞行，但能够运输人员，2015年12月就已经开始飞行测试，2018年已经具备实际飞行能力。

▲“鸬鹚”涵道飞行器。

在此基础上，以色列城市航空有限公司计划推出一种用于城市交通的涵道式飞行汽车。

▲以色列城市航空有限公司的飞行汽车设想。

而将涵道风扇用于飞行汽车概念出来后，许多公司看到了商业前景，相继推出各自方案，如欧洲空客和日本NEC。

▲空客分离式飞行汽车方案，项目仍处于概念阶段。

▲日本NEC公司的四涵道风扇飞行“三蹦子”，目前这个方案只能悬停1分钟，高度3-5米。

虽然涵道式飞行器好处多多，但是自德国人开始研究算起，已经有80年了，相关技术难题依然未能完全克服，能够载人的只有以色列城市航空有限公司的“鸬鹚”接近实用化。

中国制造出UFO？

目前网络上关于“超级大白鲨”的讨论非常火热，基本上有两派意见，一种是“厉害了我的国”，“美帝吓傻了”，“美帝SB了”等等，更是把“阿夫罗飞车”说成是美军研制的，并乱“带节奏”，说中国造出UFO超越了美国。而另一种观点是这个东西根本飞起来，至少现阶段只是一种“战忽”作品。

▲的文章，无空气动力学科班专业院校文凭，无武器装备发展史基本概念，无良无德，简称“三无媒体”。

笔者在直博会上得到的官方答案是，这确实是一个概念性设计，虽然当我看到“超级大白鲨”机身涂上的陆航标志时有一些懵，但设计方大嘴鹦鹉空天技术实验室明确表态：“本次直博会静态展区直升机属于静态模型，仅做展现翼身融合高速直升机概念样机，各位网友不必过度解读”。

这只是一个高速直升机技术的概念模型，从静态模型上看它距离实用化还需要很漫长的道路，静态模型的驾驶舱没有玻璃，而且模型没有起落架，是用砖块和泡沫踮起的。

但是可以确定的是，“超级大白鲨”具备一定的设计合理性，共轴双旋翼、提供升力的涡轴发动机、涵道风扇等等在前文都已说明。它的两侧对称布置了一对涡喷发动机提供推力，机体两侧前后均留有进气道和排气道，提供升力的涡轴发动机在机身前方，结合圆形物体侧面的雷达反射面积小的特性还设计了隐身涂层。

▲“超级大白鲨”方案说明。

▲“超级大白鲨”方案说明。

“超级大白鲨”设计方案虽然采用了共轴反转双旋翼嵌入涵道设计，作为一款隐身飞行器，设计团队考虑到了内置弹仓的问题。武器对称布置在飞行器两侧靠前的下方，可搭载反坦克导弹和空空导弹。两个涡轴发动机提供共轴双旋翼动力，布置在飞行器左右前缘，可装配20毫米航炮，输弹仓则可以布置在机头。除此之外，还配备全息头盔显示系统与弹射座椅。

▲双涡轴动力输出共轴双旋翼原理。

▲“超级大白鲨”共轴反转双旋翼的设计理论与卡-52、卡-28是相同的。

展望未来，涵道飞行器能否实用化？

共轴双旋翼依然要面临内涵复杂气流与精密结合问题，而且“超级大白鲨”与传统直升机的飞控计算机程序将会完全不一样，这需要大量的飞行数据支撑，其采用涡喷和涡轴两套动力系统分别提供升力和推力就更加困难，这些都是在实用化道路上要面对的难题。我们非常赞许我国航空科研人员不断挑战世界尖端技术的勇气，我们也希望中国的“飞碟”能真正的飞起来。出于人类对未知地外文明的恐惧，即便碟状飞行器不具备武力投射能力，只是飞起来就能对敌人起到很大的恫吓作用，这是一种让人恐惧的力量！

▲中国早已掌握统一宇宙的科技力量，这是中国人民尽人皆知秘密，对于新奇事物根本不大惊小怪，反而习以为常！