飛機特別是軍用飛機總體方案設計涉及到戰術技術要求、全機主要參數確定、機身初步形狀和尺寸估算與校覈、飛機三面圖繪製,以及全機的部位安排,畫出部位安排圖並給出全機各部件的重量控制指標。
這些都是非常複雜的工作。首先就要分析和計算飛機的戰術技術要求指標之間的內在聯繫和飛機總質量。飛機起飛時的全機重量稱爲起飛重量,在總體方案設計階段,需要將飛機起飛重量劃分爲幾大部分,一是結構重量,二是推進系統重,三是設備重量,四是燃油重量,五是有效載荷重量。
這次招標書上的要求是轟炸機的最大起飛重量超過20噸,航程也要達到4000公里以上,最大載彈量超過4噸。霍頓兄弟根據這些要求,再加上飛翼佈局的特點,風雷渦槳發動機的功率和重量,估算出了飛翼轟炸機的最大起飛總重量爲25000千克左右;最大載彈量則估算爲5000千克,這是因爲飛翼佈局帶來的機體空間優勢,可以容納更多的炸彈;2颱風雷渦槳發動機總重量1600公斤;結構重量方面,由於飛翼帶來的結構重量可以減輕10,因此整機結構重量估算爲6000公斤,設備重量估算爲3000公斤,這樣機體總重量爲10600公斤。
而對於一架遠程轟炸機來說,要保證其大航程,裝載燃油必須要足夠多,一般都達到了總重量的50左右,雖然飛翼式佈局飛機升阻比高,燃油消耗要低得多,但是航程大一些也是一件好事。因此估算的燃油重量也達到了10000公斤。再加上有效載荷質量,也就是正常載彈量4000公斤,還有機組成員的休重,飛翼轟炸機最大起飛總重量25000公斤。
當然,這是正常載彈量起飛時的分配情況。在最大載彈量起飛時,燃油重量則減少到9000公斤。這樣航程也會相應減少。這就涉及到飛機燃油消耗量與航程的關係。2颱風雷渦槳發動機在巡航工作狀態時,耗油率爲035千克馬力小時,每颱風雷渦槳發動機在巡航時的功率爲1500馬力,每小時耗油量500公斤左右,則每小時總耗油量1000公斤,可用燃油量取09,再除掉起飛耗油量,在正常載彈時中間可用油量爲9000公斤左右,因此這架飛翼轟炸機續航時間爲9小時左右。再根據巡航速度500千米每小時計算,作戰航程達到4500千米,完全滿足德國國防部的要求。另外,在最大載彈量飛行時,續航時間則減少到7小時,航程爲3500千米。
肖衛國看着手中的霍頓飛翼方案,大聲道:“大家看我們的飛翼方案各項性能參數這樣估算的結果,還超過了指標要求一截。如果再做一些優化,相信飛翼轟炸機的性能還能提升。”
梅塞施密特感嘆道:“是啊。這樣一來,我們的飛翼佈局方案,在載彈量這一項指標上,還超過了德國國防部的要求,另外航程方面也是如此。由於採用了2臺大功率的風雷渦槳發動機,整機推重比高。因此巡航速度和最大速度估算結果也是很理想的,這樣一來,這個方案就很有優勢呀”
肖衛國點頭道:“是啊,我也很看好這種飛翼方案。當然,它還有很多不完善的地方。需要我們再進一步進行研究。首先可以製造一個縮小的版本進行試飛驗證,畢竟飛翼氣動佈局,這在世界上也是第一個,風險很大,先用小比例的飛翼機進行試飛,可以摸索出這種氣動佈局的控制特點來。”
霍頓兄弟對飛行重量和着陸重量也進行了估算。正常飛行重量是飛機有一定數量餘油的重量,它在計算飛行性能時要用到,比如說計算推重比。正常着陸重量是飛機20餘油和50彈藥時的重量,這架飛翼轟炸機的正常着陸重量差不多是12000公斤,最大着陸重量則需要計算結構強度,此時估算爲20000公斤。一般情況下,轟炸機返航降落前需要用到,若大於這個重量,就必須把燃油放掉或把炸彈扔掉,保證全機重量小於這個最大着陸重量。
然後對飛機參數也進行了計算,由於飛機佈局已經確定爲飛翼佈局,還要計算推重比和翼戴荷,以及機翼參數中的展弦比、相對厚度以及後掠角等。然後再對飛機主要結構件進行安排和製圖,比如發動機的位置和安裝,燃油箱的佈置,起落架的佈置等。
飛翼轟炸機要達到良好的氣動效率,必須要取大展弦比,霍頓兄弟根據肖衛國提出的建議,設計的這架飛翼轟炸機機翼後掠角爲34度,展弦比7左右,機長12米,翼展30米左右,機翼面積160平方米,最大翼載荷160千克每平方米。
梅塞施密特感嘆道:“這真是一架讓人驚歎的轟炸機啊,我想等到這架飛翼轟炸機走出我們的工廠,飛上藍天,只怕又要引起全世界的轟動。”
肖衛國道:“沒錯,這種突破傳統的設計的確會讓人眼前一亮,不但性能比常佈局要提高很多,而且作爲一架轟炸機來說,它還具有一個特別的優勢,那就是在雷達面前隱身了。但是它的確非常複雜,需要認真細緻的設計和調整。現在霍頓兄弟只是大致估算了一下這個飛翼轟炸機方案的各項參數。接下來還要進行系統的研究和詳細設計,爭取早點把方案完成,現在我們還有好多工作在進行呢。”
梅塞施密特驚訝地道:“它還能隱身這是真的麼”
肖衛國呵呵笑道:“飛翼轟炸機從腹部的方向看,完全是一塊光滑的平面,當起落架收入機身之後,完全看不到任何多餘的突起物。再看它的整體構造,機頭是三角形,機尾呈現爲一個w型,發動機進氣道在機背,所以當從地面雷達發射來的雷達波大部分會向各個方向折射,而不會反射回雷達波發射方向。這樣一來,就實現了雷達的隱身,也就是說雷達是幾乎不能發現這架飛在天上的轟炸機。”