我设想

由中国航空学会主办的“创新杯”第二届全国未来飞行器设计大赛最近在珠海落下了帷幕。这项活动以全国青少年、航空从业人员、航空爱好者为参与主体，参赛者的年龄从几岁的小学生到已退休人员，分布十分广泛，共收到作品3000多幅。经过大赛办公室工作人员和专家评委的审议，最终评出专业组一等奖1名、二等奖3名、三等奖6名，优秀奖26名；业余组一等奖2名、二等奖10名、三等奖20，优秀奖28名。这次大赛为航空爱好者特别是青年人提供了展示想象和创造能力的舞台，同时也为国家发现和培养航空后备人才构筑了平台。

本刊从这期开始，将陆续为读者介绍部分获奖作品，希望唤起更多的航空爱好者参与到这个活动中来。

——编者

“超飞一号”是一种低费用、高效益的新一代临近空间飞行器，巡航速度可达8马赫。巡航高度40千米。最大载重航程19000千米。

为了追求高速性能，“超飞一号”的气动外形采用了乘波体设计。高超声速巡航时可利用激波产生升力。具有低阻、高升力和大的升阻比特性。通过采用等离子空气动力学减阻技术。“超飞一号”可进一步降低高超声速巡航的阻力。此外。飞机在高超声速飞行时，气动焦点将大幅后移，带来严重配平的问题。并导致配平阻力增大。“超飞一号”利用滑动式鸭翼。高速巡航时，鸭翼能自动向前滑动。形成远耦鸭式布局。有效阻止气动焦点后移。减小配平阻力。采用这种方法无需像“协和”客机那样“用复杂的前后导油系统调节重心”，减轻了结构重量。低速起降时，鸭翼自动向后滑动。形成近耦鸭式布局，利用鸭翼的脱体涡对主翼形成有利干扰。增加整机升力。同时还能避免低速时过大的静不稳定。

为了进一步改善低速和起降性能。提高飞机的安全性和舒适性。“超飞一号”采用了，一项独特的设计，即“伸缩式仿生自由变形翼”。它是伸缩翼、仿生翼、自由翼、变形翼四种航空新科技的有机组合体。高速飞行时，“伸缩式仿生自由变形翼(也称作外翼)”存放在飞机内翼中：低速飞行时伸展出来。该翼伸出后。由于采用柔性变形结构。不仅机翼中部可弯曲扭转。而且翼梢部分还可以向上翘起并分叉，形成仿生型的翼梢小翼，模仿大鸟滑翔时的翅膀形态，可有效降低低速飞行时的诱导阻力。“超飞一号”的外翼不是固定在内翼上的。而是与内翼之间实行铰接，可绕轴自由转动，故而称之为自由翼。它能像风向标一样自动调节以适应阵风，能够大大减轻客机的颠簸和振动。提高旅客的舒适性。并能避免失速。“超飞一号”外翼里装有分布式“金属阳离子交换膜”作为驱动装置。根据翼面流场实际情况，动态使机翼产生期望的弯曲和扭转弹性变形。从而达到“全翼自适应变形”的最佳外形效果，完全取代了机械舵面。

作为飞行器的心脏。推进系统直接决定着飞行器性能的高低。作为未来的空中高速交通工具。“超飞一号”的发动机——“超燃一号”是一款新概念的“变循环脉冲爆震外骨架发动机”。“超燃一号”作为组合式变循环发动机，它把涡轮风扇发动机和脉冲爆震发动机的流路和推进循环组合在一起。脉冲爆震发动机替代了高压压气机、燃烧室、高压涡轮或加力燃烧室，这样便将涡轮风扇发动机推力大、油耗低、噪音小的优点和脉冲爆震发动机循环效率高、结构简单、重量轻、高速性能好的优点结合起来。不仅如此，“超燃一号”发动机还采用了新颖的外骨架结构。即用全新的复合材料鼓式转子。取代了常规喷气发动机中笨重的盘和轴。使发动机重量减轻三分之一。这样大的重量减轻能让推进系统的推重比大幅提高。

“超燃一号”配有四个进气道。包括两个机背进气道和两个机腹进气道，可根据具体的飞行状态，选择不同的进气方式。进气道采用自适应DSI(无附面层隔道进气道)，DSI鼓包采用自适应柔性变形材料制造。超声速飞行时，“超飞一号”可根据飞行速度和发动机进气口流场情况。自动调整鼓包下面气囊的充气压力。进而改变DSI鼓包的截面大小和形状。减小进气畸变，提高总压恢复系数。使各种状态下发动机都能保持最佳的进气效率。

高速飞行对飞机的结构提出了更高要求。“超飞一号”采用具有自诊断、自修复能力的智能材料和含有热电材料的多层防热结构。利用热电材料，可将飞机的剩余气动热转化为电能。为等离子发生器提供电能。利用智能材料不仅可以自动修复飞机的损伤。而且还有利于实现“超飞一号”的机动载荷控制和结构主动控制(包括主动振动控制、主动气弹控制等)。

责任编辑：寒　兰

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