這架飛機(jī)長得像科幻片特效，甚至被質(zhì)疑是AI生成的，但它卻真真切切存在于洛克希德公司的工程藍(lán)圖里，這就是環(huán)翼式客機(jī)，把機(jī)翼做成“甜甜圈”一樣圍在機(jī)身尾部，簡直堪稱航空界的神來之筆。這瘋狂設(shè)想咋來的，為啥最終只走完風(fēng)洞測試就沒下文了？

現(xiàn)在開始我們今天的主題：環(huán)翼式飛機(jī)設(shè)計有多顛覆？

設(shè)計起源

這一瘋狂設(shè)想的起源，核心其實是為了解決民航業(yè)的“老痛點”。根據(jù)《航空周刊》2018年《環(huán)翼飛機(jī)的興衰》報道，上世紀(jì)60年代，全球民航迎來快速發(fā)展期，但傳統(tǒng)客機(jī)的機(jī)翼設(shè)計存在明顯短板，就是低速起降時升力不足，需要很長的跑道，而高空巡航時阻力大，油耗又居高不下。

于是1964年，洛克希德公司的航空工程師約翰·卡森提出了環(huán)翼設(shè)計概念，希望通過“環(huán)形機(jī)翼”兼顧升力與減阻，徹底改寫客機(jī)設(shè)計規(guī)則。而且當(dāng)時美軍也在推進(jìn)垂直短距起降裝備的研發(fā)，因而環(huán)翼設(shè)計的升力優(yōu)勢讓美軍也拋出合作意向，進(jìn)一步推動了該項目的啟動。

性能優(yōu)點

那么這種設(shè)計的可行性究竟有多大？其實它最核心之處就是“環(huán)形機(jī)翼”，因為不像傳統(tǒng)客機(jī)的機(jī)翼伸在機(jī)身兩側(cè)，而是呈環(huán)形包裹在機(jī)身尾部，就能形成一個“空心圓環(huán)”。

這種設(shè)計能讓機(jī)翼面積最大化，同時利用環(huán)形翼面產(chǎn)生的“環(huán)流效應(yīng)”，升力比傳統(tǒng)機(jī)翼提升35%以上，理論上能讓客機(jī)在更短的跑道上起降。

這是美國國家航空航天局NASA在1966年風(fēng)洞測試報告中給出的數(shù)據(jù)。理論上這款飛機(jī)的實際升力應(yīng)該是很強(qiáng)的，加上它的機(jī)身布局也很特別，乘客艙位于環(huán)形機(jī)翼前方的流線型機(jī)身內(nèi)，而發(fā)動機(jī)集成在環(huán)形機(jī)翼的內(nèi)側(cè)，既能減少空氣阻力，又能降低機(jī)艙內(nèi)的噪音，簡直不要太香。

美好設(shè)想

更絕的是它的穩(wěn)定性設(shè)計，環(huán)形機(jī)翼能提供全向的升力支撐，就算遇到強(qiáng)側(cè)風(fēng)，飛機(jī)的姿態(tài)也能保持穩(wěn)定，這在惡劣天氣起降時太關(guān)鍵了。

洛克希德當(dāng)時還規(guī)劃了載客量，初步型號能搭載80名乘客，后續(xù)放大版可提升至150人，航程覆蓋中短程航線，瞄準(zhǔn)的就是當(dāng)時快速增長的區(qū)域航空市場。

甚至在1965年的初步設(shè)計方案中，這架環(huán)翼客機(jī)的起飛跑道長度僅需800米，比同時期的波音727短了近400米，優(yōu)勢也是肉眼可見。但好景不長，這一“神來之筆”在推進(jìn)過程中遇到了一堆繞不開的難題。

現(xiàn)實困境

最致命的問題就是操控性極差，1967年NASA與洛克希德聯(lián)合開展風(fēng)洞測試時發(fā)現(xiàn)，環(huán)形機(jī)翼會產(chǎn)生復(fù)雜的氣流干擾，尤其是在轉(zhuǎn)彎和爬升等機(jī)動動作時，氣流會相互抵消，導(dǎo)致飛機(jī)響應(yīng)遲緩，甚至出現(xiàn)失控風(fēng)險。

而當(dāng)時的飛控系統(tǒng)技術(shù)還無法解決這種復(fù)雜的氣流問題，就算強(qiáng)行試飛，安全性也無法保障。同時結(jié)構(gòu)重量超標(biāo)也很要命，環(huán)形機(jī)翼要保證強(qiáng)度，必須采用更厚的翼梁和更強(qiáng)的復(fù)合材料，再加上環(huán)形結(jié)構(gòu)的受力分布不均，需要額外增加加固部件。

根據(jù)洛克希德公司1968年的項目評估報告顯示，這將導(dǎo)致整機(jī)重量比預(yù)期高出20%。而重量增加將直接導(dǎo)致油耗飆升，原本規(guī)劃的“省油優(yōu)勢”也就徹底消失，在民航業(yè)“經(jīng)濟(jì)性為王”的邏輯下也必然被拋棄。

并且在1969年后，隨著波音747等寬體客機(jī)的成功亮相，民航市場的焦點又轉(zhuǎn)向了大載客量長航程的傳統(tǒng)機(jī)型，洛克希德的環(huán)翼客機(jī)項目，最終因技術(shù)風(fēng)險過高和經(jīng)濟(jì)性不足被正式叫停，只留下了風(fēng)洞測試數(shù)據(jù)和一堆工程藍(lán)圖。