中国打破飞行魔咒，攻克飞翼震颤禁区，轰-20或能超音速巡航

据人民网报道，南京航空航天大学团队在国际上首次突破结构强度极限内的刚-弹耦合颤振屏障，将颤振临界速度提高62.5%，创造了该领域的世界纪录。目前世界各国均在对飞翼布局飞行器的钢-弹耦合颤振现象开展广泛研究，力图一举攻克，但取得显著成果者寥寥无几，南航上述突破堪称史无前例。该技术未来有望运用在轰-20隐身战略轰炸机身上，可大幅提升飞行品质和机动性能。

飞翼布局因隐身性能优异，成为现代战略轰炸机的核心设计方向，而颤振难题长期制约其性能升级，南航的突破恰好击中这一关键症结，对我国轰-20隐身战略轰炸机的研发具有重要支撑意义。

所谓颤振，是指弹性体（体机）在与气流的相对运动中，受到气动力、弹性力和惯性力之间耦合作用而引起的一种振幅不断扩大的振动现象，颤振本质上是一种自激振动。当然要想准确理解颤振这一复杂概念，我们还需要介绍一下弹性体与自激振动，前者是说自然界中并不存在绝对的刚体，即使是飞机也不例外，看起来似乎很刚硬的机体结构。

在受到力的作用时，飞行器会发生变形，尤其是机翼、尾翼等结构，变形的幅度会很大，不仅如此，机翼在力的作用下还会发生扭转。正是因为飞机是一个弹性体，在受力时会发生弯曲、扭转变形，由此才会与其他力产生相互作用并发生颤振。至于自激振动，就是由于系统内部所产生的激励，不断对系统做正功而维持的一种振动形式。

颤振是飞行器在气流中面临的致命风险，本质是弹性体与气流相互作用产生的自激振动。自然界中不存在绝对刚体，飞机机体即便看似坚固，在受力时仍会发生变形，机翼、尾翼等部件的弯曲与扭转尤为明显。这种变形与气动力、惯性力形成耦合效应，当振动幅度持续扩大，便会引发颤振。自激振动的特性使得这种现象无需外部持续激励即可维持，一旦发生便会快速恶化，对飞行器安全构成严重威胁，理解这一机制是解决颤振问题的基础。

颤振对飞机的具体影响，主要由两方面构成，一方面是导致飞机飞不快，飞不稳，进而对飞机性能造成了严重限制；另一方面是飞机速度过快的话，则会导致飞机在短短数秒内发生解体，飞行员对此几乎没有处置的时间，因此很容易造成机毁人亡的灾难性后果。为了推迟或避免颤振现象的产生，各国前后采取了以下几种办法：

一是提高机翼抗扭刚度，例如歼-15系列舰载战斗机采用的后掠翼以及歼-10系列战斗机的三角翼，就是通过降低机翼展弦比来提升扭转刚度。二是采用扭转机翼，诸如美制F-22隐身战斗机就使用了这种方式，歼-10战斗机也采用了扭转机翼，主翼有两处明显的扭转。三是在飞机平尾翼尖增加配重，其目的是提高平尾的抗扭刚度，用以规避颤振的产生。

传统军机凭借成熟的气动布局与严格的风洞试验、试飞验证，已将颤振风险控制在可控范围。歼-15的三翼面布局、歼-10的三角翼布局以及F-22的常规布局，经过长期技术迭代，在结构刚度与飞行性能之间形成了平衡。

但飞翼布局的出现打破了这一平衡，由于飞翼布局飞行器结构重量轻、柔性大（轻质复合材料占据主导地位），展弦比设计特殊，飞行载荷下的弯曲与扭转变形更为显著，结构受载后的气动-结构-控制耦合系统会出现复杂的非线性结构动力学与控制问题，不仅会给飞翼布局飞机的设计带来全新挑战，给飞翼布局的用途及性能造成不利影响。

传统防颤振思路存在天然局限，提高结构刚度必然增加机体重量，与现代飞行器追求高速、轻量化的理念相悖。这种矛盾推动了主动控制技术的发展，颤振抑制技术由此应运而生，既能够有效规避颤振风险，又无需牺牲飞行器性能。南航此次突破正是主动控制理念的具象化实践，其核心价值在于无需改动机体原有结构，不额外增加重量与刚度，仅通过传感系统实现精准调控。

这套“智能防颤系统”依靠传感器实时捕捉飞行数据，动态调整气动力分布，从源头抑制颤振产生。这种技术路径避开了传统方法的弊端，为飞翼布局飞行器提供了全新解决方案。轰-20作为我国新一代隐身战略轰炸机，飞翼布局是其核心特征，对速度与机动性能的要求极高，南航这项技术恰好契合其研发需求，有望显著提升其飞行品质与作战能力。

随着以上技术的进一步完善和运用，可让轰-20隐身战略轰炸机等飞翼布局飞行器从中受益。除了可以提高飞行速度外，还可以遂行更高难度的作战任务。将为轰-20实现超音速巡航奠定基础。