英國曼徹斯特大學(xué)和BAE系統(tǒng)公司聯(lián)合開發(fā)的Magma無人機計劃在2018年春天晚些時候完成安裝了“氣流噴射控制系統(tǒng)”的第2架無人機飛行試驗,。Magma無人機將證明發(fā)動機超聲速引氣能提供與傳統(tǒng)飛行操縱面等效的方向控制能力,;同時探索用矢量噴氣方法替換垂尾的潛力。潛在應(yīng)用范圍包括降低飛機RCS,,提升重型運輸機升力等,。
Magma無人機采用3D打印的整體機翼后緣噴流裝置和尾部射流模塊。Magma無人機的新技術(shù)使整合狹縫噴嘴和彎曲機翼后緣的單件單元的精確和重復(fù)生產(chǎn)成為可能,。這些鈦制部件由BAE位于蘭開夏州Samlesbury的工廠采用3D打印技術(shù)制作,。當(dāng)飛行員輸入方向指令后,Magma的機載系統(tǒng)將指令轉(zhuǎn)譯為吹過機翼后緣上表面或較低表面槽道的氣流量,。Magma項目的學(xué)術(shù)帶頭人比爾·克勞瑟提到,,如果向固定寬度槽道上大力吹氣,就可形成襟翼偏轉(zhuǎn)程度更大的效果,。如果吹氣的力度達(dá)到最大,,就會形成襟翼偏到底的效果。矢量噴嘴也比Flaviir項目的版本簡化了,。后者的技術(shù)在操作溫度下被證明是不可靠的,從來沒完成飛行,。Magma的噴嘴與機翼后緣的解決方案類似,,是由金屬單塊3D打印出來的。試驗裝置上與發(fā)動機相連的無襟翼控制系統(tǒng),。該系統(tǒng)有一個噴嘴,,最終組件有兩個噴嘴,一個在機翼后緣曲面上,,一個在下,。
Magma無人機新型矢量噴嘴設(shè)計相比槽道更加有效??藙谏Q,,之前的設(shè)計機翼表面有槽道以保證噴射氣流可附著在表面上,但溫度上升后,,槽道就閉死或變形了?,F(xiàn)在的改變是簡化裝置。我們設(shè)計了臺階和臺階旁的一些孔而不是槽道,在臺階和孔之間吹過相對流量較小的氣流就可以調(diào)整噴射氣流是附著于上表面還是較低表面,。意味著我們可以向上或向下飛行,,該技術(shù)制造簡單,容錯率高,。1/2縮比的矢量噴嘴設(shè)計,。注意臺階和開孔行,可對氣體是否附著在較低表面進行控制,。
Magma無人機加入文丘里流量計的射流系統(tǒng)設(shè)計更加合理,。發(fā)動機采用瑞典制造商Hawk Turbine的貨架產(chǎn)品加以改裝。流體系統(tǒng)設(shè)計資深實驗官伊恩·魯南表示,,項目重新設(shè)計了壓氣機,,可額外提供壓縮空氣,從發(fā)動機引出流入各個射流系統(tǒng),。在曼徹斯特大學(xué)試驗裝置上的改進的Hawk Turbine 240R發(fā)動機,。注意頂部的文丘里流量計。魯南稱,,如果采用過大壓氣機的話,,如果不引足夠多的氣,大量氣體將沖擊渦輪使其壽命縮短,。但如果引太多氣,,其過熱。因此設(shè)置了文丘里流量計來持續(xù)測量流量,,以及控制閥門的回路,,排出不需要進入射流系統(tǒng)的多余氣體。
此外,,Magma無人機基于1303翼型設(shè)計,,該翼型最初是由美國空軍研究實驗室和波音鬼怪工廠開發(fā),并應(yīng)用于波音“鬼怪鰩”無人戰(zhàn)斗演示驗證機上,。Magma項目不必設(shè)計全新飛機,,但項目的核心目標(biāo)要求之前的飛機設(shè)計不能簡單照搬。
目前,,第二架Magma無人機機身已經(jīng)制造,,并安裝了射流控制系統(tǒng)。機翼后緣的控制已經(jīng)成熟,,團隊正完成矢量噴嘴的整合,。第一架飛機保留其傳統(tǒng)控制,但可安裝射流裝置,,以替代襟翼,。除了集成無襟翼控制和矢量噴嘴,,第一架和第二架Magma無人機的主要區(qū)別是機身內(nèi)部管路的安排,以使壓縮引氣從發(fā)動機引入機翼后緣,,以及各子系統(tǒng),。克勞瑟稱,,已飛的無人機重40千克,,第2架——Magma射流版本——已獲CAA(英國民用航空局)批準(zhǔn)將重量升至60千克。