【文/觀察者網(wǎng)熊超然】在本月發(fā)表于《航空學(xué)報》的一篇同行評議論文中，中國空氣動力研究與發(fā)展中心研究員黃江濤領(lǐng)導(dǎo)的團隊研發(fā)出一項革命性的軟件設(shè)計方案，他們表示，這將幫助克服隱形飛機研發(fā)過程中面臨的一大障礙。

這一新型平臺使飛機設(shè)計師能夠自由增加設(shè)計變量，卻無需提升計算負荷，這一突破長期被航空界認為是“不可能實現(xiàn)的技術(shù)壯舉”。中方研究團隊的這一創(chuàng)新，被視為破解了所謂的“維度魔咒”，他們以美國海軍X47B試驗型隱身無人機為例，說明了該系統(tǒng)的運作原理。

“采用帶進氣道的X47B外形開展基于表面靈敏度的大規(guī)模設(shè)計變量氣動隱身優(yōu)化，優(yōu)化外形相對于初始外形阻力、RCS大幅度下降，總壓恢復(fù)系數(shù)少量提升，優(yōu)化后進氣道彎度增加，RCS減縮效果顯著且保持了初始進氣道的良好的總壓恢復(fù)和總壓畸變性能?！?/p>

黃江濤團隊表示，優(yōu)化結(jié)果表明，他們所建立的基于阻抗邊界條件表面靈敏度的氣動隱身優(yōu)化方法能夠?qū)崿F(xiàn)考慮吸波材料涂覆的大規(guī)模設(shè)計變量氣動隱身優(yōu)化，為低可探測飛行器設(shè)計提供技術(shù)支撐。

2012年12月10日，美國海軍發(fā)布拍攝照片，在大西洋一個未公開的位置上，X-47B無人空戰(zhàn)系統(tǒng)驗證機在“杜魯門”號（CVN75）航空母艦的甲板上滑行。視覺中國

X47B是人類歷史上第一架無需人工干預(yù)、完全由電腦操縱的“無尾翼、噴氣式無人駕駛飛機”，也是第一架能夠從航空母艦上起飛并自行回落的隱形無人轟炸機。X47B于2011年首飛，并在2013年成功完成了一系列的地面及艦載測試。不過，由于未能解決隱身性能、空氣動力學(xué)和推進力之間的平衡問題，該項目于2015年被取消。

如今，中方團隊自主研發(fā)的軟件設(shè)計方案，對740個變量進行了顯著改進，包括降低飛行阻力和雷達特征的措施，以及在保持氣流穩(wěn)定性的同時，提高發(fā)動機推力。

諸如機翼前緣和發(fā)動機進氣道等飛機部件的外形設(shè)計，直接影響著兩大關(guān)鍵性能——飛機的飛行平穩(wěn)性以及被敵方雷達探測到的難易程度。

黃江濤及其同事表示，平衡氣動特性和隱身特性仍然是現(xiàn)代飛機設(shè)計中的一個關(guān)鍵挑戰(zhàn)。過去，傳統(tǒng)的全局優(yōu)化算法面臨維度災(zāi)難問題，隨著設(shè)計變量數(shù)量的增加，計算復(fù)雜度呈指數(shù)級增長。

為了應(yīng)對這一挑戰(zhàn)，黃江濤團隊基于阻抗邊界條件提出了一種適用于大規(guī)模設(shè)計變量優(yōu)化的幾何靈敏度計算方法，使設(shè)計變量梯度計算代價與設(shè)計變量數(shù)徹底無關(guān)，詳細推導(dǎo)了幾何靈敏度的求解表達式，實現(xiàn)了部分吸波材料涂覆時的RCS表面靈敏度計算，梯度校核表明基于表面靈敏度的梯度計算方法與有限差分法吻合良好，具有較高精度。

X47B外形及設(shè)計變量位置論文截圖

目前，美國推進開發(fā)第六代戰(zhàn)機的“下一代空中優(yōu)勢”（NGAD）項目正面臨停擺風(fēng)險，而盡管美國總統(tǒng)特朗普今年3月已宣布由波音公司來生產(chǎn)“下一代空中優(yōu)勢”戰(zhàn)斗機，即第六代戰(zhàn)機，并將新一代戰(zhàn)機命名為F-47，但該計劃也可能面臨延期。

與此同時，從去年年底起，兩架中國新款飛機在成都和沈陽首飛的影像就開始在網(wǎng)上流傳，海內(nèi)外眾多網(wǎng)民和外媒都對其造型、性能乃至影響予以了極大關(guān)注。

據(jù)悉，在此次研究過程中，黃江濤團隊沒有依賴原始計算能力，而是采用了一種類似DeepSeek的、強調(diào)效率的方法。

例如，他們運用統(tǒng)一場建模技術(shù)，將雷達吸波材料直接集成到氣動靈敏度方程中；重復(fù)使用電磁場解，并將萬億級計算轉(zhuǎn)化為可管理的矩陣運算。

黃江濤團隊表示，隨著全球國防預(yù)算的飆升，這種新的設(shè)計軟件方案可能幫助中國節(jié)省大量時間和資源，“為低可探測飛機的發(fā)展提供關(guān)鍵技術(shù)支持”。