飞行速度可达4马赫！美军秘密研发的UFO，为何却在试飞后放弃了？

位于安大略省马尔顿的Avro aircraft Limited于1952年启动了一项广泛的磁盘飞行研究和开发计划。代表美国空军的早期研究证明了圆形平面垂直起飞飞行的可能性，该飞机利用外围喷气系统进行推进，稳定和控制。

Avrocar

你现在所看到的是20世纪中叶最奇怪的技术之一。1960年，越南战争的前五年，为了应对战争的爆发，美军计划秘密研发一种垂直起降飞机，能够在不需要跑道的情况下迅速部署军队。Avrocar正是在这种背景下应运而生。

根据美国国家档案馆的公开资料显示，上世纪50年代，美国空军高层希望能研制出一种飞行速度可达4马赫、飞行高度可达100000英尺(30480米)的秘密武器——飞碟，以期在未来战争中击败前苏联，这就是著名的 “1794号计划”(Project 1794)。

1794计划

但受制于当时的技术，这项计划没有成功。而随着冷战局势的紧张，美军重新审视了这项计划的可行性并付诸行动，由工程师约翰·弗罗斯特（john frost）主导设计。

尽管在我们眼里，研发这种飞行器可谓是天方夜谭，毕竟这种设计只出现在科幻小说里的UFO，但在约翰·弗罗斯特（john frost）眼中，这种设计完全符合逻辑，他结合康达效应与地面效应成功设计出代号为Avrocar的“概念验证机”并进行了试飞行。

Avrocar试验机

在“1794号计划”的秘密白皮书中美军详细介绍了Avrocar的早期设计，它们都以基本理念为中心，将高压空气360度向外引导，并使用百叶窗和控制面将其重定向以进行控制。为了使这项计划成为现实，美军研发设计了一种全新的发动机布局，飞行员周围有一个大直径发动机，其中压气机级安装在内径上，涡轮安装在外径上，中间有一个燃烧室。与传统喷气发动机相比，传统喷气发动机将这些级依次安装在一个共同的轴上，这种全新的发动机布局是对环形空间的最佳利用，

然而，为原型设计一个全新的发动机的成本对于处于冷战局势的美国来说难以接受，因此美军采用了一种折衷的设计，将涡轮喷气机以重复模式径向安装在圆盘周围，这创造了一个径向对称的设计，允许重复结构相同的部分。这是飞盘设计的一个巨大优势，由于径向对称设计导致重复零件，因此它可以减少所需零件的数量，这将大大降低制造成本。

Avrocar设计图

这些涡轮喷气发动机将安装在中央涡轮周围，这些涡轮喷气机的出口压力将驱动中间部分的涡轮机，剩余的动能将用于通过直接向下排气来提供升力。同时，安装在涡轮机上下方的叶轮机将为该涡轮机的旋转提供充足的动力，这些离心叶轮将从圆盘上下方的进气口吸入空气，并通过管道径向向外加速，其中一些空气将被重新引导回涡轮喷气发动机的入口以保持恒定的冲压压力。

但这些只是美军最初的设想，实际制造的两个Avrocar原型的规格要低得多，它们都使用了3台涡轮喷气发动机而不是6台，而且它们是切向安装的，不是垂直于驱动内涡轮旋翼的内涡轮，后者的工作原理类似于f-35的直接升力旋翼，将部分空气直接向下引导，但是它与f-35不同，因为其中一些空气被向外排出，这为Avrocar的动力不足埋下了伏笔。

无法达到足够高度的Avrocar

由于管道系统中的摩擦阻力和为涡轮机提供动力而损失了大量能量，导致Avrocar无法依靠发动机上升到足够的高度，只能完全依靠地面效应的升力助推作用实现升空。在约翰的早期测试中我们可以看到这种现象，将比例模型抬出地面效应区后，模型将不再有足够的升力来保持高空，松手后比例模型将回到地面效应区，在那里高压空气就像一座充气城堡，模型开始上下摆动。

这种摆动带来全新的挑战，但更大的问题是空气动力学不稳定。在Avrocar试飞后的一年里，约翰·弗罗斯特团队致力于解决这个问题，为此约翰开发了一个系统，将发动机与飞机外缘的控制装置结合起来，允许Avrocar围绕涡扇发动机自由旋转。如果Avrocar偏离水平位置，它将导致连接到万向节系统的连杆移动并移动控制面一纠正倾斜。

报废的Avrocar

尽管这个想法在测试机上取得了成功，但当实现在Avrocar上时，仍无法解决Avrocar飞行的不稳定性问题。

1961年，约翰为Avrocar设计了一个机翼和一个尾翼，以提供横向和俯仰稳定性，同时将驾驶舱移到前方，但为时已晚，无法飞行到一定高度的Avrocar被军方放弃了。今天，我们可以看到Avrocar设计的各个方面被用于配备涡轮旋翼发动机的f-35，而悬停在地面效应中的不稳定问题也不再是问题，具备先进计算机控制F-35可以在飞行员注意到它们之前就对摆动做出反应。

在21世纪的今天，如果我们重新审视飞碟这个设计，那么UFO就真的可以退出科幻小说的领域了，毕竟，人们不会对一架可以制造出来的“UFO”充满神秘感。