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电影《第六日》（2000）中的Whispercraft直升/固定翼机





Whispercraft

第六日 The 6th Day （2000）

　　“第六日，上帝按照他的样子创造了人类”，而在未来，人类的科技也能够按照自己的样子复制人。2000年上映的电影《第六日》讲述的就是这个发生在未来的故事。

　　《第六日》这部影片是阿诺德·施瓦辛格演艺末期的作品，美国哥伦比亚三星公司于2000年出品。故事讲述的是在未来，人类科技的技术已发展到可以任意克隆任何生物，甚至包括人类本身的地步，不过克隆人类仍然被宣布为非法行为。但是仍有人痴迷这项技术，这些人除了执著追求探索的科学家，当然还有希望维持永恒生命的资本家。而主人公亚当·吉布森（由阿诺德·施瓦辛格扮演）就成了资本家对金钱和生命的无限贪婪所波及到的受害者。有一天亚当回到家中，却惊异地发现有一个同他一模一样的“克隆人”已经霸占了他的家。正在亚当惊疑之际，一伙人却开始追杀他。阿诺德所扮演的亚当·吉布森必须要在最短的时间，找出究竟在他背后的阴谋是什么，才可以夺回属於他的生命和他最爱的家庭。然而在他探寻和躲避追杀的过程中，他失去了家庭、事业、朋友。到最后主人公知道了所有的真相后才意识到自己才是亚当的克隆人，自己从一开始就一无所有……

　　本片是由动作巨星阿诺德·施瓦辛格自制自演的当年度巨片，题材取自当时热门的克隆人话题，片中不但展现出阿诺德保持完美的肌肉，更有他一贯精彩的打斗动作，成为其重返科幻动作片的力作。




电影《第六日》中“双X”包机公司的Whispercraft可转换直升/固定翼飞机





Whispercraft可转换直升/固定翼飞机可以利用两片旋翼旋转以完成垂直起降，巡航状态则将两片旋翼分别固定在机身两侧作为机翼使用

　　《第六日》这部影片为了描绘未来世界的场景，塑造了一种全新的飞行器——Whispercraft直升/固定翼机。

　　Whispercraft有点类似于今天的波音公司采用CRW（Canard Rotor/Wing，鸭翼-旋翼/机翼）概念的X-50“蜻蜓（Dragonfly）”，飞行方式能够在直升机和固定翼飞机间进行转换。

　　在影片中，Whispercraft在起飞、降落和悬停时，飞行方式与直升机相同：飞机发动机通过减速器将功率输出以驱动双叶螺旋桨旋转，为飞机提供升力。而抗自旋扭矩则通过类似于MD500无尾桨直升机的NOTAR（NO TAIL ROTOR，“无尾桨”）系统实现——风扇向尾梁内部提供低压气流。气流从尾梁的长缝中喷出，与旋翼尾流汇合形成环量，产生平衡反扭矩的侧力。尾梁内未喷出的空气流向尾部，从可控制的喷气锥直接喷出，以提供航向操纵推力。

　　完成起飞后，Whispercraft可以在空中将两片旋翼分别对称固定在机身两侧后掠位置，转为以机翼方式提供升力，而发动机则直接输出推力令飞机前行，使Whispercraft能够像普通飞机一样巡航飞行，以获得比直升机高得多的速度。同时为了更好地控制飞机的俯仰操作，机身前端在巡航飞行状态或放出鸭式仰角发生器，作用类似于鸭翼，起到对飞机俯仰方向的控制作用。








电影中的Whispercraft飞机全尺寸道具模型








为了完成影片的拍摄，《第六日》剧组共制造了两架原尺寸道具模型，不过只有一架在影片拍摄完成后保留了下来，存放在莫哈韦（Mojave）的汉森斯机库（Hansens' hangar）





Whispercraft飞机座舱布局















Whispercraft可转换直升/固定翼飞机图纸


　而这一概念，就是波音公司提出的CRW（Canard Rotor/Wing）——鸭翼-旋翼/机翼转换技术。而这一概念目前实现的原理试验机X-50“蜻蜓”。

　　在上世纪90年代，美国空军、海军和海军陆战队开始共同寻求一种成本低廉且生存能力强的垂直起降飞行器，以支援在分散在沿海或城市中的地面部队。为了满足要求，麦道公司开始了一项名为CRW的概念研究。新的CRW不需要任何地面支援设备就能够完成任一地点的垂直起降，同时具备以375节速度巡航飞行的能力。

　　不久后，麦道公司被波音购并，CRW概念的研究工作自然也转到了波音门下。1998年6月，美国国防部先进研究计划局（DARPA）和波音公司签订了一项2400万美元的协议，制造CRW概念飞机。波音的鬼怪工厂（Phantom Works）通过37个月的努力，制造了这种新技术的概念验证机——X-50A“蜻蜓”。







波音公司的CRW技术验证平台X-50A“蜻蜓”无人机


















采用两叶螺旋桨切换为平直翼的双叶方案CRW作战飞机方案

　　2003年12月4日上午8时10分，波音公司的X-50A概念验证机在亚利桑那州的美国陆军尤马（Yuma）试验场成功完成了首次悬停试飞，悬停时间为80秒，高度12英尺。完成悬停后，X-50A开始盘旋并降落，成功结束了试飞。不幸的是在2004年3月23日，第一架——也是唯一的一架X-50A因控制交叉耦合而坠毁。

　　2005年11月4日，第二架X-50A飞机制造完成并开始投入试飞，并在12月完成了两次成功的试验。这些试验成功地验证了硬件和飞控系统。2006年第一季度，第二架X-50A原型机完成了11次试验，研制工作也在不断地向前推进。然而在2006年4月12日，第2架原型机也同样坠毁了。随后的调查显示飞机的机身受到了严重的气流扰动，在两个方向的空速发生叠加而且机翼仍处于旋翼的旋转工作状态时，飞机会产生一个难以恢复的抬头力矩，直接导致了飞机失控坠毁。这也使得DARPA于2006年9月决定终止这项计划。


　　不过CRW概念并不仅此一项。CRW中的“C”仅仅代表鸭翼，这只是麦道/波音解决这种飞行器在巡航状态的俯仰操作和支持转换飞行的一个手段。而这个概念的核心仍旧是“RW”，也就是可转换状态的旋翼/机翼系统，这一系统的想法简单而巧妙，因此其他公司也有类似的方案。麦道/波音的X-50A CRW飞机是两叶方案——两叶螺旋桨切换为平直翼；以此构思其实可以类推出三叶方案——三叶螺旋桨切换为三角翼；以及四叶方案——四叶螺旋桨切换为X翼。

　　三叶螺旋桨切换为三角翼的三叶方案代表作是休斯公司的“Rotor Wing”。该方案的机翼由一个可旋转的三角翼构成，三角的尖端突出形成旋翼叶片/机翼。在起降状态时飞机的三叶机翼旋转提供升力，不过旋转的驱动是通过“桨尖喷气”实现的。桨尖喷气在桨叶内通过管路向翼尖输送高压压缩空气，压缩空气从翼尖向后喷出，就可以推动桨叶转动。




采用三叶螺旋桨切换为三角翼的三叶方案休斯公司战场运输机

　　由于桨轴不是驱动轴，旋翼转动没有反扭力，所以不需要尾桨。而“桨尖喷气”技术是休斯公司的长项，这一技术后来也被波音公司的X-50A继承。飞机完成垂直起降后，旋翼固定为一个桨叶朝前状态形成三角翼的前缘，另两个桨叶则分别在两侧组成三角翼。采用类似的概念的还有Ryan/Girard heliplane和Ryan/Lockheed F-104 VTOL。这两者的方案更为极端，巡航状态的机翼就是一个纯三角型升力面，垂直起降时这个升力面的三个角能够偏转，整个三角盘开始旋转以提供垂直起降时所需的升力。





四叶螺旋桨切换为X翼的四叶方案代表作则是西科斯基的X翼（X-Wing）。在20世纪80年代，西科斯基和美国国防部以及NASA合作，研制 X翼研究机，其基本思路是机顶的X形机翼可以在直升机状态下旋转，产生升力；前飞达到一定速度后，X翼锁住固定，作为机翼使用，飞机转入固定翼状态。然而采用刚性的单旋翼作为前行桨翼工作时如何解决非对称升力的问题，西科斯基采用独特的环流控制旋翼（circulation control rotor，CCR），将发动机压缩机后引出高压气流，通过宽大的桨叶内的管路，像吹气襟翼一样，向桨叶后缘开缝襟翼吹气。吹气襟翼在下垂的襟翼表面喷吹高压空气，加速机翼上表面的气流流动，使机翼达到超过实际空速下能够产生的升力。环流控制桨叶根据桨叶在圆周运动中的不同位置，控制开缝宽度和吹气强度，控制升力的增减，以补偿非对称升力。





















采用四叶螺旋桨切换为X翼的四叶方案的X-Wing作战飞机

　　为了验证这项技术，1984年，西科斯基得到NASA和DARPA的合同，以S-72直升机为基础改装为X翼系统验证机。1987年12月2日，该机被指定名称为S-72X，开始了它作为单纯固定翼飞机的首次飞行，评估没有旋翼下的飞行特性。以这种外形，它最后达到了301英里/时的平飞速度。据估计，当它以固定X翼形式测试时，在196英里/时的速度下旋翼停转，设计旋翼停转的极限速度为518英里/时。该计划在1984年到1988年间曾名噪一时，不过由于缺乏必要的资金支持，该项目最终还是被取消了。

　　其实无论是2叶/平直翼、3叶/三角翼还是3叶X翼，原理上是相同的，就是采用宽弦刚性桨毂可锁定的两用旋翼/机翼，来有效融合直升机的垂直起降和固定翼飞机的高速度两方面特点，但是和普通直升机及固定翼飞机相比，这种飞机的悬停和非常规机动性能还是受到一点损失的，有可能垂直性能不如直升机、水平性能不如固定翼飞机。

　　而这其中最大的技术问题还是转换飞行期间的飞行控制问题，处理不好很容易失事。而且转换飞行也有速度和高度的限制，不是随时随地都可以转换的。在战斗中，这个转换时间和高度、速度的要求给战术动作带来很大的困扰，升力机制的转换几乎只能在接战前完成，这对于这种类型飞机的性能发挥是个很大的限制。现在X-50和S-72X极不顺利的试验情况和状态都为这种技术蒙上了阴影。

　　而电影《第六日》，则为我们、为医学和克隆技术、为这种旋翼/机翼转换技术概念描绘了美好的前景，采用可转换的两用旋翼/机翼技术的Whispercraft几乎已经能够像出租车一样为我们提供所需要的服务，这一天本该更早来临。



西科斯基的X-Wing技术验证平台S-72X试验机




电影《绿灯侠》（2011）中的YF-32原型战斗机





YF-32

　　绿灯侠 Green Lantern（2011），其实也是长久以来的积压欠账。后来在微博上看到好友发的一组截图中出现了奇怪的无人机（也就是Ferris Aircraft X-97 UCAV），得知是绿灯侠中的无人机，因而特意去看了。

　　这里面最有趣的还算是电影中Hal之父——Martin Jordan所试飞的Ferris Aircraft YF-32试验原型战斗机。对于这种飞机，Paul Ozzimo说他想做一种融合了F-20、F/A-18以及其他DARPA在上世纪80年代会偏好的东西。说老实话，我认为很成功。
飞机是用F-5战斗机改的，整机一共改了两架，另外还制作了一个机头用于拍摄其他镜头——应该就是Martin Jordan牺牲那一段。





视频截图：





























Patch，设定得挺全面



　以F-5系列为基础发展的次世代型号可谓五花八门，毕竟F-5作为国际通用战斗机，有一定的销量基础。而且成本低廉，技术可靠。




改外倾双垂尾：

　　近些年来引起最大争议的就是伊朗的“闪电”Saeqeh-80，伊朗自行设计制造的单座战斗机，基于美制F-5，主要改进要点是外倾双垂尾布局。首架原型机于2004年7月首飞成功，2006年9月6日服役，并参加代号"Blow of Zolfaqar"的军演。之后2007年9月20日两架原型机飞越Tehran's Mehrabad机场上空作展示。

　　垂直尾翼及方向舵的功能就是提供航向稳定和操纵能力，F-5作为单垂尾战斗机已经服役多年，其单片垂尾完全能够提供足够的稳定性和操纵性。从这个角度来讲，伊朗Saeqeh-80并没有进行包括——机头加大、推力增加、改变截面进气口、加大后掠角——这类需要增强航向控制能力的改动，那么起到的作用恐怕只是看上去比较帅。

　　不仅如此，两个垂尾增加的重量不可忽视，更何况是在尾部这个力臂大的位置，对飞机重心位置影响很大。但是Saeqeh-80从外表上看不出机头增加了必要的、如此重的设备。无论怎样平衡这部分重量，都将造成全机重量激增，如果发动机不变则性能堪忧。

　　至于隐身是谈不到的，舍本求末。

　　不过影片中的YF-32是类似于YF-23的V尾，两片尾翼和其他控制面共同完成姿态控制，重量可能略有减轻，对隐身性是真的有积极贡献。总体可以说还不错。主翼及控制面-V尾基本是沿袭YF-23的，可行性高、技术也有所积累。再加上两者都是诺思罗普的作品，这个设想很合理。





改单发中推：

　　著名的F-20“虎鲨”。1982年8月30日首飞成功。发动机由2台通用J85-GE-21B 涡喷发动机改为1台通用F404-GE-100涡扇发动机。

　　F-20是战斗机黑手党理念的贯彻者——重量至轻、动力至强——为格斗而生的超级运动型战斗机。好飞机，好思路，只是无奈生不逢时，最终产量只有3架。

　　至于影片中，改装的发动机是F-16用的F110，这是真正 “All Engine No Fuel”~全发动机不要油的典范。

　　PS：结尾看得我泪流满面，洛克希德立功了！F-35拯救全宇宙！在这里不剧透了（2011年的片子也不用剧透啊 XD ）


美剧《神盾局特工》的六发串列双翼布局CXD-23“The Bus”





神盾局特工 Agents of S.H.I.E.L.D. 第一季第一集 出现的串列双翼布局 六发C-17——CXD-23 “The Bus”

　　剧中记得称作：“世界最好的大巴”。

　　类似多复制一份C-17的外翼段然后插尾巴上。设定略简单粗暴，既不出格也不太合理，说到底这个设计可能是CG成本比较低而已吧。

　　@MisoraP ：“座艙是以747爲基礎，然後在裏面多加上幾盞小燈泡以此顯得比較高科技”

　　所以油门只有四个XD

　　首页图和下图是abc剧摄，较清晰：





　　以下图为视频截图：



























　串列双翼这个话题是相当有意思的，有时间的时候我好好写写。

　　对于影片中——串列双翼、有平尾、上单翼运输机——这个构型最接近的是鲁坦大师的Model 133-4.62，Advanced Technology Tactical Transport (ATTT) ，先进技术战术运输机。















　　Model 133-4.62 ATTT是在DARPA领导下的短距起降先进运输机项目，Model 33 N133SC是一架62%缩比验证模型，1987年12月29日首飞成功。

　　此外，苏霍伊的S-80——常称作苏-80运输机也是串列一翼半 平尾的布局。

　　不过对于影片中的构型，机身没有加长而直接在尾巴上插上一对机翼实在太粗暴了，严重影响了升力焦心和重心关系，飞行能力堪忧；更不用说前后发动机的干扰问题了。





糟糕的设计。其实从成本、还原难度和设计综合考虑，可以搞一个C-Wing布局的C-17






转几张 @Fighterman_律澪美学研究 发的图



汤姆.克兰西之《终结战争》/《鹰击长空》的A-20攻击战斗机

　　非常令人遗憾和惋惜，美国军事作家汤姆·克兰西于2013年10月1日去世，享年66岁。

　　值此，特别想聊聊汤姆·克兰西世界的A-20 Razorback“刀背公猪”攻击战斗机。

　　A-20“刀背公猪”设定上是一种重装甲、双GAU-8“复仇者”机炮的支援攻击战斗机。飞机具备隐形能力，同时空战性能匹敌第四代战斗机。最早出现在游戏Tom Clancy's EndWar 《终结战争》中，其试验原型机XA-20则在游戏Tom Clancy's H.A.W.X 《鹰击长空》系列中登场，而《鹰击长空》则和Tom Clancy's Ghost Recon Advanced Warfighter 2 《幽灵行动 尖峰战士2》世界观共通。




Tom Clancy's EndWar 《终结战争》中的A-20“刀背公猪”




Tom Clancy's H.A.W.X 《鹰击长空》中的XA-20“刀背公猪”

　　A-20的思路是设计目的优先。首先出现的要求是“A-10的大炮很酷，如果有两门会怎么样？一定是双倍的酷。”确实，为了搭载GAU-8“复仇者”机炮而生的A-10攻击机实在是很给力，可以说是地面肉搏大混战中最强的参与者。而“双倍火力、双倍装甲、双倍酷”的A-10自然就是A-20。而A-10的前线昵称是“Warthog，疣猪”，A-20则应该是更厉害的“Razorback，剃刀背野公猪”。

　　还有隐身，那是很重要的事情，因此飞机设计应该具有F-117的时尚元素——多面体外形与锯齿边缘。




　至于A-20大体应该是个什么样子反倒变得不那么重要了，因此在官方图中我们至少能看到三种布局：

　　1，正常式布局前掠翼。前掠翼的气动增益与结构问题不冗谈了，在标签上代表“不羁与狂傲”-不屑与凡众类，是坏人才采用的，所以这个方案被放弃；

　　2，好像哪里不对的F-22。那根本就还是F-22嘛，放弃。

　　3，美术优化过的重铠甲型F-22，保留F-22的双发正常式四尾翼特征，用时尚元素重构，用读者的话说“看上去装甲很厚的样子”。此外机翼减小后掠角、增大展弦比和翼面积，用这些增强低速飞行性能的改进来符合攻击机这一身份；机头也下倾了很多，改善地面攻击时的飞行员视野。除了外形丑之外，思路还不错。

　　3.1，原效果图只有一门左炮，HAWX的XA-20改为左右双炮，此外还有一些细节变化。可能原来的设计者忘了这东西是为了扛两门GAU-8“复仇者”机炮而诞生的。洗地的话，原型机本是双炮，批生产型由于噪声问题、振动问题、结构与成品疲劳问题、后坐力问题、重量问题、散热问题、没地方放APU问题、没必要等等问题而取消了右炮。

　　3.2，EndWar中的A-20也比较特别，双垂直尾翼没有外倾角，类似于F-15。洗的话，也许是批生产型A-20为了提高在单片垂直尾翼受损后的战场生存能力而做的改动=_=b（上图中的下两个概念方案，尾喷口看上去像是单发的，这是个设定带来的错觉。A-20自始至终一直是双发布局，只是两台发动机共用一块很大的下导焰板。）




垂直尾翼无外倾角的A-20构型









A-20“刀背公猪”的设定初始概念其实挺有意思

　　在军事航空爱好者中，偏好战斗机比较多，所以架空战斗机的作品也很多，例如Stealth《绝密飞行》的F/A-37 Talon “魔爪”；喜欢轰炸机的人也很多，因此架空轰炸机的作品也有一些，例如Broken Arrow《断箭》的B-3。而对于多用途战斗机大行其道的今天，架空攻击机的文艺作品则十分鲜见。




　转回头看看美国空军新一代飞机的发展史：

　　ATF，Advanced Tactical Fighter 先进战术战斗机计划，最后发展为制空之王F-22；

　　ATB，Advanced Technology Bomber 先进技术轰炸机计划，最后发展为战略幽灵B-2；

　　ATA，Advanced Tactical Aircraft 先进战术攻击机计划，本该是A-12，唯独没有结出果实。

　　“ATA先进战术攻击机”是美国海军于1983年开始的旨在研制一种用于取代A-6的隐身先进攻击机计划。这个计划空军有参与，但美国空军本质上是战略空军，讲究高大上。而新一代前线隐身攻击机这种次世代吃土者，空军是看不上眼的。虽然F-111也面临后继无人问题，但F-111是一种纵深突防型空袭飞机，这和“低慢小”的战术攻击机并不尽然相同。综上所述，战术级别的先进隐身攻击机是海军的咸口味。













几种早期的ATA方案




偏重对地攻击的ATF方案，格鲁门公司



　　ATA计划最早由两个团队提方案进行竞争，分别是麦道/通用的三角飞翼方案和诺思罗普/格鲁门/沃特的W后缘缩小版B-2方案。

　　两队中的后者可以说是该计划的梦之队，诺思罗普擅长飞翼和隐身飞机设计，而且方案在B-2基础上缩型，难度低风险小；至于曾经研制过A-6的格鲁门和A-7的娘家沃特，可谓如雷灌耳，在舰载攻击机设计方面有着丰富的经验。




诺思罗普/格鲁门/沃特的W后缘缩小版B-2方案（左）、麦道/通用的三角飞翼方案（右）




经典梗

　　结果，项目的优胜者出人意料。1988年1月13日，美国海军经过慎重的考虑后决定选择麦道/通用团队。而获胜原因同样令人吃惊，对手团队的领导者格鲁门竟然没有按时进行最终投标。












诺思罗普/格鲁门/沃特的W后缘缩小版B-2方案

　　麦道/通用团队的三角飞翼方案随即进入全尺寸发展FSD阶段，型号编号A-12，绰号Avenger II “复仇者II”——这估计是海军指定的，毕竟原来的“复仇者”是格鲁门TBF的大名。而A-12口口相传的昵称是Flying Dorito“飞行妙脆角”（请搭配V-173 Flying Pancake “飞行烤饼” 和 XF5U Flying Flapjack “飞行烙饼” ，味道更佳~）。

　　A-12的技术特点和发展过程不赘述了，网上资料挺多的。





格鲁门TBF“复仇者” 和 麦道/通用A-12“复仇者II”
















A-12“复仇者II”


　无论如何，舰载机选用无尾布局纯飞翼实在是太激进，激进就要承受诸如风险不可控、技术不成熟、预算超支、计划节点无法保证等等问题，而且机身严重超重，这些对于项目的生存来说都是致命的。随后，预定采购数量也一减再减，终于在1991年1月7日，A-12“复仇者II”计划终止。后来海军转而发展F/A-18的发展型，也就是后来我们所熟知的F/A-18E/F“超级大黄蜂”。


















A-12风洞模型

　　A-12目前的可视遗产就是其焕发着科幻色彩的全尺寸模型。该模型最初搁置在通用在沃斯堡的工厂，1996年6月挪到JRB Fort Worth/Carswell联合储备基地。不过A-12的项目收尾拖拖拉拉，这个全尺寸模型也是颠沛流离。2013年6月，在一些德州航空爱好者和航空老前辈的帮助下，A-12全尺寸模型运往沃思堡的退伍军人航空公园（Veterans Memorial Air Park）。不过这架样机没有起落架，公园方面打算给他做一个支架并被整修一新供人参观。希望它再次迎来站起来的一天。










通用沃斯堡工厂内的A-12全尺寸模型









1996年6月挪到JRB Fort Worth/Carswell联合储备基地向公众开放的A-12





A-12全尺寸模型运往沃思堡的退伍军人航空公园



退伍军人航空公园内等待修缮的A-12全尺寸模型

　回头看这个过程，格鲁门鬼使神差在竞争最后阶段居然未提交最终方案。不排除一种可能性就是，格鲁门经过评估已经基本确定以当时的技术条件和预算，不太可能按时研制出一种能够在航母甲板上比较容易操作的无尾纯飞翼机：往前之古人-当年的道格拉斯F4D“天光”让海军吃够了苦头；往后之来者-波音对于X-32最懊悔的事情恐怕就是没有水平尾翼。更何况F4D和X-32只是无平尾，垂直尾翼还是有的。而A-12是完全没有水平和垂直尾翼的纯飞翼，这个布局要在航母甲板上起降在当时来讲实在是过于激进。

　　而另一方面，这一时期的格鲁门公司正在准备推出一系列F-14发展方案，以使其能够承担即将退役的A-6所承担的攻击任务。这些方案就是在A-12寿终正寝后登场的F-14 Quickstrike、Attack Tomcat 21等等。全部这些方案都是在格鲁门F-14成熟的机身基础上，安装并占有为A-12而研制开发的技术果实。不但成本低，还避免浪费。

　　这是一计啊……西斯空寂^3^b



利用A-12技术的Tomcat 21





利用A-12遗留技术改进的F-14隐身战斗攻击机

　　今天，最后的胜者看来是诺思罗普·格鲁门。在ATA基础上逐步演化的X-47B UCAS-D隐身无人攻击机终于在2013年5月14日从航空母舰上弹射起飞成功。这是后话了。





格鲁门X-47B UCAS-D隐身无人攻击机

　　如果真有一种先进隐身攻击机，那到底会是什么样子。A-20“刀背公猪”提供了这样一个思路，那就是：

　　最强最酷的战斗机是F-22 ————〉F-22变成轰炸机就是大机翼的FB-22———〉F-22变成攻击机就是穿盔甲的FA-22 ——〉改改线条，大概就是A-20的样子。

　　不过说老实话……A-20“刀背公猪”样子真的很丑。

　　PS：A-20这个编号曾经使用过。在真实的历史世界中属于道格拉斯公司的A-20“浩劫”，一种双活塞正常式布局中型对地攻击机。1939年试飞，活跃于第二次世界大战，总产量7098架。




道格拉斯A-20“浩劫”

　　PS2：如果现实世界存在一种装备如此生猛的机炮、而且空战性能比肩同时代战斗机的对地攻击机，那么就是米格-27“鞭挞者-D/J”。该机所装备的GSh-6-30型机炮是和GAU-8“复仇者”同级别的加特林式转管机炮，变后掠翼布局和带加力燃烧室的R-29发动机则赋予米格-27同时代飞机的飞行性能。


米格-27装备的GSh-6-30型转管机炮


电影《钢铁侠》（2008）中的斯塔克公司公务机

　　钢铁侠 Iron Man（2008）所描写的是托尼·斯塔克传奇历险的开始，他出生在纽约一个富豪家庭，天生聪慧，15岁考入麻省理工大学电力工程系，并以傲人的成绩成功找到了自己的社会定位——其家族企业“斯塔克军火公司”的新老板。父母的不幸去世反而更激发了托尼事业的前进动力。21岁时便开始掌控数百亿财产的他，逐渐确立了斯塔克公司作为美军第一军火供应商的雄厚地位。

　　托尼·斯塔克作为“斯塔克军火公司”的老板，行事高调张扬。而在影片中也特别为其打造了一架奢华无比的专用公务机。这架公务机从前机身看是波音737，不过除了2台常规的翼吊式大涵道比涡扇喷气发动机外，飞机的中央机身背部后段还增装了第三台发动机。不仅如此，飞机还取消了常规的倒T型尾翼，改用V型尾翼。此外机翼翼尖外段还有明显的下反设计。




演员就是它，波音 Boeing 737-4B7,N801TJ,24892

　　这架令人瞠目的公务机是在影片中托尼·斯塔克前往阿富汗的座机，《钢铁侠》的制作人员表示，按照原计划影片此处拍摄的就是一架波音公司的BBJ，不过后来在推敲中觉得这架飞机至少在外形上没有足够的魅力来与斯塔克相称。虽然BBJ是目前世界上最大的私人商务飞机，但是飞机改自波音737，飞机内部空间虽然比普通的小公务机要宽敞舒适得多，但是外形平平。与之相对应的是，小公务机由于起飞重量小、设计周期短、各种要求比较低，更重要的是这类机型的客户群所看重的可不是经济性，因此往往在外形设计上狠下功夫，尽管内部空间输给BBJ，但外形张扬。

　　为此，《钢铁侠》制作组在原先拍摄的波音737基础上用电脑合成，为这架飞机添上了很多大胆、时尚而夸张的特点，另这架飞机“看上去够酷”。




影片《钢铁侠》中出现的斯塔克军火公司公务机




前机身整体上是波音737




飞机尾部增设了机身中线推进布置的第三台发动机





飞机采用了独特的V型尾翼布局，机翼外段有下反

　　然而现实中出现这架飞机，它的性能会怎样呢。


　　这架全新的公务机相对于其原形BBJ而言，最大的改动就是增加了一台机身中线发动机，这会令飞机的速度、加速性更好，起飞距离更短；当然，另一方面就是会比较费油，影响航程。

　　第二是颇具个性的V型尾翼，这种设计一般是为了减轻结构重量，这也正好为在尾部增设一台发动机导致的重量上升而进行的弥补；不过控制律会比较复杂。此外，飞机的V尾上端仍旧有一段是垂直的，而且飞机下方增加了腹鳍，有可能这架飞机在增加一台发动机后速度确实有所提高，需要尾翼提供足够的稳定性。

　　第三是带下反角的机翼。民航飞机翼尖出现上反翼梢小翼是非常常见的，翼梢小翼的作用是重新调整翼尖涡流，使其更加远离机翼外侧并上移至层流之上。由于翼尖表面的压差作用，空气趋向于围绕翼尖沿下表面向外侧流动，内侧机翼，气流则沿上表面流动。加装翼梢小翼后，由其重新配位的小翼涡流在翼梢小翼周围产生交叉气流，此气流通常与流过机翼表面的气流垂直。由交叉气流产生的侧向力含有向前的分量因而产生阻力。翼梢小翼部分地阻断了上绕气流，使涡流减弱，从而减小了飞行阻力。而在本片中的公务机翼梢外段相当一段面积下反，牺牲了较多的翼面积。这种设计颇类似于XB-70在高速飞行时将外翼段下摆，增加航向稳定性，同时可抵消其上反角效应，此外产生压缩升力现象。

　综上所述，在影片中出现的三发公务机相对于其基础波音737而言，如果没有什么太神奇的意外，看来比较大的特点就是速度比较快。不过话说回来，即便如此飞机也不太可能进行超声速飞行，鉴于“协和”这类马赫数2一级别的民航飞机已经退役，那么如果斯塔克能够在机内空间上不太追求的话，其实也可以选择塞斯纳公司的“奖状”X，这种飞机马赫数达到0.92，是目前世界上飞行速度最快的公务飞机。




跋扈的托尼

　　外形方面，影片中的飞机最大特点就是作为一种大型民航飞机，采用了机身推进发动机布局和V型尾翼。机身推进发动机并不等同于普通类似于麦道-10客机一般的尾吊单台发动机布局，机身推进布局的发动机轴线几乎与机身轴线重合，飞机机身与发动机形成一个整体。这种设计多见于战斗机方面，大型民航客机很少采用。而V型尾翼对于应该以稳定性和可靠性为第一优先的民航客机而言则更加罕见。

　　而倘若有一种飞机——影片中的斯塔克商务机——同时采用机身推进发动机布局加V型尾翼设计的大型民用客机，这种飞机恐怕能够傲视群雄。不过这种布局并不是唯一的，早在上世纪六十年代初的亨克尔He.211B-1采用的就是这种布局。

　　亨克尔He.211飞机的第一个方案出现在1958年，该方案当时只是一种普通得不能再普通的正常式布局上单翼双发涡桨运输机。He.211和Hamburger Flugzeugbau 的HFB-314共同提交给西德政府，用于替换老旧的DC-3运输机。而亨克尔的方案并没有被采纳，HFB-314与当时的Caravelle也过于类似，因此也被搁置。

　　1962年3月9日，亨克尔召开了一个新闻发布会，展示了全新的He.211B-1计划——一种23座的双发涡扇发动机运输机。安装两台通用CF700-2B涡扇发动机，这种发动机是J85涡喷发动机基础上发展的后涡扇发动机。

　　当时的欧洲已经开展了广泛合作，亨克尔提出的He.211B-1计划与法国的设计并不重叠，但和Fokker F.28是重叠的，不过西德政府还是同意了同时发展这几个中型民用运输机计划。只可惜遗憾的是，He.211B-1最后并没有完成。



亨克尔公司1961年的He.211B-1民航机方案





亨克尔He.211B-1民用运输机，采用双发机身中线推进动力布局，V尾形式

　　机身推进动力设计V型尾翼布局的He.211B-1以其外形可谓民航飞机历史上、甚至航空工业界的一朵奇葩。其实最早He.211由涡桨发动机的He.211A/A-1型在改为喷气发动机的He.211B后，仅仅还是一种正常式倒T尾翼布局尾吊双发运输机，外形上不能再普通了。不过后来的He.211B-1外形上则发生了巨大的变化。飞机的两台发动机改为并列安装在飞机机身后段中轴线上，同时发动机之间有一个漂亮的尾焰整流罩。而由此形成的尾部散发着一股浓烈的米格风味，再结合飞机的后掠翼布局，甚至令人脱口而出道该机简直就是米格-19的民用运输型。不过其实这并不奇怪，He.211B-1的项目主管工程师是齐格菲·昆达（Siegfried Guenther），此人正是苏联米格设计局重要的设计人员之一，米格-15便是出自他之手。

　　齐格菲·昆达是一个个性十足的设计师，甚至可以说是一个概念艺术家。很多经他手的设计都会变成“昆达”牌。

　　以比较广为熟知的亨克尔He.162为例，德国He.162“火蜥蜴”战斗机是亨克尔公司在1944年末研制的单发轻型喷气式战斗机，由于当时纳粹德国空军有经验的飞行员已经严重短缺，因此特别要求新型飞机必须非常容易驾驶，可以让所有德国普通国民都投入到生产，于是计划被命名为“国民战斗机”计划。这种飞机一开始是一种正常布局的H型尾翼的常规喷气战斗机，不过齐格菲后期参与了设计，并诞生了“火蜥蜴”家族中最另类的一员——He.162D，He.162D采用了前掠翼布局，尾翼改成V字型双垂尾并取消了平尾。这在当时是十分先进的，而且He.162D采用了全金属机身。经过改进后的He.162D的机动性比原型He162A-2有了更大提高。而由此提出的前掠翼与V尾概念对后来的航空界产生了重大影响。

　　“昆达”牌的另一个实例就是亨克尔P.1079。1944年9月，亨克尔公司提交了新的战斗机生产方案，即He-219夜间战斗机的后继型号P.1079。P.1079的基础方案是一种飞翼布局单垂尾飞机方案，而这种方案可能稳定性会不足，因此在齐格菲的衍生方案中P.1079增加了长长的尾撑，并安装了V尾设计。其实在飞机的设计之初，亨克尔公司就决定使用V字形尾翼。与一般的水平垂直尾翼相比，V字形尾翼不论是表面积、结构重量都小得多，而且能发挥相同效果的舵效应。战后一些无人机在需要严格限制重量时大多选用V字形尾翼，这充分说明了它的先进性。

　　其实直到今天，齐格菲·昆达的概念设计仍旧能够在蓝天上看到，那就是著名的法国富加公司的“教师（Magister）”教练机。




亨克尔（右）与He.211B-1的项目主管设计师齐格菲·昆达讨论设计问题




齐格菲·昆达手持He.211B-1模型进行讲解





半剖的He.211B-1模型展示了机内部分细节




齐格菲·昆达曾在米格设计局担任重要工作，而He.211B-1颇似米格-19的尾部设计令该机堪称民用版的米格-19

　　今天，《钢铁侠》中的公务机可谓继承了亨克尔公司齐格菲·昆达的概念设计——将保守的动力外吊形式正常式布局改为优雅中透着张扬的内置动力V尾布局。也许这也才能符合影片中“斯塔克军火公司”老板托尼·斯塔克本人的风格——独特、张扬，而且是纯血统概念设计。《钢铁侠》影片末尾的鸣谢单位中感谢了波音公司，其实我想，也应该向齐格菲·昆达——航空界的概念艺术家——致敬。


电影《钢铁侠2》（2010）中的斯塔克公司公务机

　　2008年，一部惊奇漫画公司电影《钢铁侠》取得了相当出色的票房成绩，令很多人第一次领略到了这位惊奇漫画系列中最重要角色之一“钢铁侠”的魅力。小罗伯特·唐尼的出色演出，以及战甲的重新设定，令笔者十分期待本片的第二部。2010年，新的《钢铁侠2》“重装归来”。

　　在《钢铁侠》结尾，因为托尼·斯塔克公布了自己钢铁侠的身份，导致舆论和政府各界不断施压，希望能公开他的专业军事技术。在续集中，托尼·斯塔克在议会上以个人魅力令公众信任自己，并说服舆论认同“钢铁衣”及其技术是本人的财产，而其竞争对手汉默公司则正在试图抄袭甚至抢夺。这也就在续集中使得托尼·斯塔克必须应付议会、竞争对手贾斯汀·汉默，同时还要处理自己与“小辣椒”和“黑寡妇”之间的关系，最重要的是还要对抗有着世仇的“鞭索”伊凡·万科。总之续集电影中人越多越好，线索越纠结越好。

　　凭心而论，《钢铁侠2》这部电影虽然些许令人感到不过瘾，有些地方也有些拖沓，影片整体节奏并不令人觉得非常舒服，但仍旧是一部值得去电影院看的影片。其中许多亮点也挺有意思，例如更便携的手提箱式钢铁衣——在预告片中就能够看到这套全新设计的战甲平时可以收缩为一个便于携带的手提箱，需要的时候个部分可以向窗帘一样完全展开。这里插一句，这种窗帘式的展开设计在航空器萌芽早期被多个飞机方案采用，用于让飞机的翼展具备可调节的功能，这是一个十分直线思维的设计，很快就被放弃了。






《钢铁侠2》中出现的超音速公务机





影片《钢铁侠2》中出现的超音速公务机，外形上显著的特点就是尖削的机头、后掠的机翼及外倾双垂尾

　　言归正传，本文主要谈谈《钢铁侠2》中出现的新型公务机。在前几期笔者曾经撰文聊过《钢铁侠》中的公务机，在前一部影片《钢铁侠》中，制作方原打算为主角托尼斯·塔克配一架波音的BBJ作为专用公务机——足够大、足够豪华。然而发展自波音737的BBJ外形上与波音737并无太多明显区别，外形常规保守，很显然这不能与性格张扬的托尼·斯塔克相称；另一方面，目前外形较为张扬的公务机，一般来说个头都比较小。为此，制作组在BBJ的基础上增加了一台中线推进的发动机，并改为V尾布局，令飞机看上去更个性十足一些。抛开可行性或工程上的一些枝节问题不谈，仅仅是进行这样的改进，在前文中笔者表示飞机的加速性或爬升率——这类改变飞机自身运动状态的速度——方面的性能会有所提高，不过飞机的速度并不会比BBJ高太多，因为波音737的外形摆在了那里。

　　很显然，托尼·斯塔克——或者制作方——并不满足速度仅马赫数0.8的BBJ改，自恋加急性子的斯塔克需要新飞机。在续集《钢铁侠2》中，托尼亲自为“小辣椒”做了一盘“煎蛋（可能是，外形确实骇人）”并准备向“小辣椒”说出自己的苦衷。而这一情节正是发生在万米高空上这架全新的公务机中。新的斯塔克公务机在夕阳的照耀下发射着迷人的光辉，这是一架拥有着尖削机头、后掠机翼的飞机，这代表其具备超声速飞行能力，甚至是一架马赫数2级别的飞机。


　一般认为的超音速飞机并不是能够超越音速的那么简单，有的钝圆机头飞机在俯冲时都有可能达到音速，不过真正的超音速飞机需要靠自身动力在平飞状态下突破音障，这对飞机的要求就高得多。不过很早人们就在憧憬超音速客机，在1954年，英国的皇家飞机学会就开始研究超音速客机的方案，不过这一方案起飞重量达到136吨，而载客量只有15人，低下的经济性使得这一方案并未飞出纸面。1956年至1961年，英法两国就分别对超音速客机进行了研究，并各有一种设计方案，由于研制费用高，加上两国方案相近，于是两国决定联合试制。1962年11月达成合作协议，这架飞机就是著名的“协和”超音速客机。1969年3月2日，协和客机在图卢兹实现了首次试飞，1976年1月21日首次投入商业飞行。但由于由于噪音问题和经济性差，最终也只有英航和法航将协和投入航线飞行。2000年7月25日，法航的一架协和客机在巴黎戴高乐机场起飞后失事坠毁，给协和客机带来致命的打击。2001年11月7日，“协和”客机在经过改进后恢复后英航和法航恢复了前往纽约的飞行。但运客量再也没有恢复到原有的水平。“9?11”事件发生后，世界经济持续低迷，国际民航业也陷入危机，协和原有的客源大量流失，对乘客而言，要乘坐既昂贵又不舒服的协和确实不划算。加上协和客机的保养成本在发生事故后增加了72%，亏损日益严重，因此，英航和法航不得不痛下决心，停飞协和。2003年10月24日下午4时零2分到6分，短短4分钟，英航的3架“协和”超音速大型客机在伦敦希思罗机场降落结束了自己的使命。这款曾在世界航空界显赫一时的飞机从而走完了它27年的光辉历程。这标志着人类民用航空史上的超音速时代暂告一个段落。

　　协和超音速客机的结束，其中的原因很多，而最根本的就是经济性问题。因此第二代超音速客机的重点就在于经济性，要求借鉴已经在高亚音速宽体客机上大见成效的先进涡扇发动机技术，在低速时也有不亚于亚音速客机的经济性，同时大大增加载客量。然而在目前各个方面的诸多限制面前，经济性仍旧是大问题，因此第二代超音速客机最后遗憾地无疾而终。

　然而总有人迷恋超音速飞行，而且有一部份人就像《钢铁侠》中的托尼·斯塔克一样并不在乎所谓的经济性问题；另一方面，超音速飞行要面临的音爆强度不光和飞机的速度有关，也和飞机的大小有关。尺度较小的超音速飞机的音爆比大型超音速飞机小很多，更容易实现超音速飞行。因此后来涌现出了一批具备超音速飞行能力的公务机。像豪宅、超级跑车和量身订做的服装等等都是好东西，而在“能显示地位的商品”这个领域里，公务机无疑是最具诱惑力的东西。其中超音速公务机市场是航空业的最后一片处女地，它正等著科技跟上来。顶级客户是不在乎价格的。

　　最著名的超音速公务机之一是致力于超声速公务机研究的Aerion公司和洛克希德的“臭鼬工厂”合作的ASBJ（Aerion Supersonic Business Jet），采用细长机身薄机翼设计，正常式尾吊双发布局，其最高速度可以达到马赫数1.8马赫，从纽约飞到意大利罗马只需不到4个小时，几乎只是目前波音客机7个多小时飞行时间的一半。不过，这也是为真正的有钱人设计的私人飞机，一架ASBJ目前标价8千万美元，只能容纳12名乘客。另一种比较著名的是超音速航空国际公司（Supersonic Aerospace International，SAI）和洛克希德的“臭鼬工厂”合作研制的QSST（Quiet Supersonic Transport），飞机采用比较独特的联翼布局，号称可以比协和式的噪声低300~400倍，地面的人们都不会注意到。除此之外，湾流公司也在和俄罗斯苏霍伊设计局合作，共同开发S-21超音速公务机。法国的达索公司也在研制超音速公务机。




Aerion公司和洛克希德的“臭鼬工厂”合作的ASBJ超音速公务机想象图







Aerion的ASBJ三视图




SAI公司和洛克希德的“臭鼬工厂”合作研制的QSST超音速公务机想象图




SAI的QSST三视图





NASA与洛克希德合作研制的超声速公务机概念图





波音公司研制的超声速公务机概念图

　　不过目前超音速公务机研制热度最高涨的莫过于日本。长期以来，日本一直在研制超声速商务飞机。2008年2月，日本的“安静超声速验证计划”（S3TD）启动，日本的超声速飞机研制正式开始。S3TD研制计划前期投资为30亿日元，约合2600万美元。S3TD计划的目的就是设计和验证一种由日本自己完成的未来超声速客机的设计，并且对缩比样机的气动外形和相关技术进行测试。这种未来商用超声速客机只有“协和”客机的一半。S3TD计划最初是由日本宇航研究开发机构（JAXA）最先提出的，并成立了专门的超声速飞机技术研究组。关于超声速商用飞机，日本JAXA领导下的T技术小组有一套野心勃勃的研制计划。他们的超声速商用飞机研制计划共分为两个阶段，即到2015年开发出2倍声速级别的商用飞机，2025年开发出5倍声速级别的商用飞机，到那个时候，从东京直飞洛杉矶只需要2小时。

　　不过遗憾的是，目前货架上还不能买到现成的标准超音速公务机。不过如果很着急的话，可以考虑以色列航空工业公司与美国的航空技术集团合作研制的“标枪”战斗教练/公务机。这是一种非常帅气的飞机——外形上类似于一架F-5战斗机，拥有漂亮的外倾式双垂尾和优美流线的机身。以色列航空工业公司已经将“标枪”将作为公务机推向国际市场。虽然这架飞机不是那么宽敞舒适——毕竟战斗教练机只能坐两个人——但是这是个人拥有一架超音速准战斗机的最理想选择。

　　而《钢铁侠2》中的托尼·斯塔克，很显然已经获得了真正意义上的超音速公务机，集聚个人定制与超音速这两个不同领域顶级豪华概念于一身。可惜这架飞机在影片中完全是惊鸿一瞥，转瞬而逝。

[ 本帖最后由 bbs12345 于 2016-5-28 11:23 编辑 ]

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