X59静音超音速技术飞机 采用了前所未有的四翼面布局
最近网上流传一架体形新异的飞机——X-59 QueSST ，它是由美国宇航局 NASA 和洛克希德・马丁公司共同研发的。据报道，这是一款技术验证机，其旨在验证它的静音超音速技术，该技术可将音爆的响度降低到对地面上的人来说只是轻轻的"砰砰"声；据说正加班加点，准备年底进行试飞。
X-59是一架全新理念的飞机，机长28.65米，翼展9米，最大起飞重量14.7吨，推进系统为F414-GE-100发动机。X-59 QueSST的设计理念的新就新在静音超音速技术理念，不但超音速，而且还“静音”，X-59可在1.68万米的高度上超音巡航，当以1.42马赫的最高速度飞行时，发出噪声的大小地面上人听到只相当于关车门。因此需要在气动布局上引入新的设计理念。X-59 QueSST飞机采用了前所未有的四翼面布局，即鸭翼+三角形主翼+T形尾翼，而且在T形尾翼的下面，主翼的后上方还有一对“尾翼”，这种气动布局实际上是将现有翼形的优点汇集于一身，另外，它还有一个最大的特点，那就是那个长长的鸭嘴形机头，其长度占据整个机身的 1/3。
X-59 QueSST的四翼面布局一目了然
一直以来，许多人对超音速飞行时产生的音暴似乎已习以为常，也认为无法避免，甚至还成了力量的象征。其实这是一种能量损耗，也是对有飞机极大的损害。音暴并非不可避免的，它的形成是当飞机的速度超过 1 马赫时，飞机的速度比声波扩散的速度要快，导致多个声波叠加在一起，从而产生类似爆炸的巨大噪声——音爆。但是通过对飞机机身的设计，让马赫环的强度减弱，但数量有增长，并均匀分布于机身，逐序后推，保证它们不叠加在一起，这样音爆的噪音将减去不少，X-59 QueSST 长度超过 30 米，其扁平的机头更是长达9米，所以飞机的细长比极大，其目的也是为了快速地穿过音速，将音暴甩在身后。
然而这只是避免了马赫环的叠加，减少了音暴的强度，而且这部分音暴本身就是能量，是高度压缩的空气，如果能将其利用，不但降噪，而且节能。而X-59 QueSST的机尾的双尾翼设计就是这么个理念。别不信，先看三张图:
图一
图二
图三
图一为X-59 QueSST研证模型的尾翼结构，图二为M21与D21的组合体，图三为我国腾云计划中的“I”型高超音速轨道器。他们是不是有很大的相似性。“I”构型具有高升阻比、高升力系数和高容积率，有利于航天器大型化，据报道:实验结果表明, 其在大容积率(约0.175)条件下可获得超过4.5的升阻比, 且在最优升阻比条件下的升力系数较乘波体提高达60%左右。当然，有人会问，“I”构型是高超音速飞行体的结构，而X-59 QueSST只是超音速飞行，这不是一码事。这就需要考研一下它的升力原理，“I”构型是利用高度压缩气流产生升力，所以在原理上是来耦合的。事实上美国用一台10吨级的F414发动机去推动一架比F/A-18E/F还要大的X-59做超音速巡航，可见其升力系数之高。
顺别说一下的事，早在上世纪70年代，美国已在M21与D21的组合飞行中获得一定经验，据说当时速度一度达到5马赫，但由于当时的航电无法控制，就把这种研究放下了，结果被我们抢了个先，搞了个“过于先进，不宜展示”。所以美国上世纪在气动上是有不少摸索的，比如前不久美国还搬F16XL的三因机翼，这都是不错的气动，只是高处不胜寒，得了老寒腿。像这些气动重新来搞，其实就是落后了，其成熟期将是很漫长的。
如此看来，鸭翼产生涡升力，三角翼本身就是一个大升力体，再上“I”升力体结构，这是将当今世界最先进的升力理念汇集于一身，可见其操控系统之复杂，特别是鸭翼的脱体涡在三角翼上飘过后，飘向“I”构型时，会不会有副作用。
不管怎样，这么先进的设计理念，说是去搞一款民用客机，个人认为没有多少人相信，事实也是，2018年6月27日，美国空军授予这款安静超音速试验飞机“X-59 ”的数字编号。NASA也随即发布了该项目的LOGO。假如在此基础上发展一款静音超音速轰炸机，相信比可变可掠翼要好上不少。因为这样的设计不但超音速，而且可以对压缩气流的进行再利用，意味着它不但速度快，而且航程远、载荷多。
