所谓“飞碟”，是一种翼身融合一体飞行器，凭借奇异外观，频繁成为科幻影视作品中的“常客”。近日，我国一款飞碟设计专利再次引发了广泛关注。那么，这种造型特殊的飞行器想要成真，需要克服哪些技术难关？它在航空航天领域有哪些价值？随着技术进步，飞碟未来可能具备哪些军民应用前景呢？

由来已久 持续探索

自古至今，大小不一的飞碟在各国留下了诸多目击记录，而且往往与外星球智慧生物、国外军方秘密试验等猜测联系起来。其实，这种飞行器貌似故弄玄虚，但在航空航天领域属于相当严肃的研究课题，科研人员长期探索飞碟的工程实践技术及方案，不断揭示其潜在优势和应用价值。

其中，名气最大的飞碟莫过于20世纪50年代美国军方开展的“飞行车”项目。该项目旨在开发一款垂直起降飞行器，首架原型飞碟的直径约5.5米，高约1.1米，设置了两个驾驶座位。其飞行所需推力由一台巨大的涡轮风扇提供，并由3台喷气式发动机驱动，同时发动机部分推力被导向飞碟边缘，用来调整飞行姿态。

飞碟长期与航空航天科幻概念联系起来

然而，美军测试发现，“飞行车”运行噪声极大，状态很不稳定，飞到数米高度就容易失控而不停地摇摆。更令美军失望的是，“飞行车”试验最大速度仅有56公里/时，与超声速飞行目标差距太大，最终项目不了了之。

后来，美军还研究过采用飞碟构型的WS-740A战略轰炸机自卫空空导弹，同样无果而终。

近年来，随着材料科学、推进动力技术、控制技术进步以及低空经济蓬勃发展，翼身融合一体碟形飞行器再次受到科研人员关注，吸引了不少科研机构和私营企业积极探索。

2023年6月，在深圳举办的第七届世界无人机大会上，全球首款电动垂直起降载人飞碟公开亮相。它采用六孔涵道12桨叶电机结构，最大飞行高度约200米，最大飞行速度约50公里/时，具备水面起降能力。

虽然暂时仍不成熟，但飞碟未来有可能会越来越融入我们的生活。

优势多多 挑战重重

科研人员和商业航空航天企业看中了飞碟的哪些优势呢？

这类碟形飞行器的第一个优势就是便于实现垂直起降和悬停，而且机身结构高度集成于碟形空间内，可以采用偶数个旋翼来平衡反扭矩，不需要像直升机那样设计尾旋翼。换句话说，飞碟具备在狭小空间内高效作业的能力，对于起降平台的要求也明显降低。

其次，飞碟往往采用严格的对称设计，在各个方向上的空气动力学特性极为相似，这意味着出色的全向机动性潜力。

同时，飞碟的重心很容易控制在几何中心上，借助合适的姿态控制优化算法，有助于在不同飞行状态下保持飞行稳定性，降低失控风险。

另外，这类碟形飞行器采用出色的翼身融合设计，外形顺滑流畅，在同等装载空间条件下，雷达反射截面显著减小，具备一定的军事应用潜力，比如执行隐蔽侦察、潜入纵深、精确打击任务。

尽管飞碟具备诸多理论上的优势，但想要实现应用也面临不少技术挑战。

首当其冲的是动力系统问题。现役涵道风扇发动机的效率有待提高。而且，为了适应飞碟的特殊外形，推进系统有必要优化设计，以支持能量高效输出和利用。因此，电动推进及分布式矢量推进技术可能是碟形飞行器项目攻关的重点。

由于特殊外形加上对高机动性的额外要求，飞碟想要在多种飞行状态下精确控制姿态并确保稳定性，飞行控制系统也是一大难点。

未来，科研人员可能要在先进控制算法、传感器融合技术的基础上，借助人工智能技术，促使飞行器稳定控制水平更上一层楼。

此外，碟形飞行器需要兼顾气动性能和结构强度指标，也就是在确保飞行性能的同时，降低结构质量并改善结构耐久性。相信复合材料技术创新及先进制造技术应用有望解决这一难题。

愿景展望 潜力无限

如果科研人员能够稳步解决上述种种技术难题，飞碟就有望在民用通航、军事航空甚至航天深空探测等领域“大显身手”。

在民用航空方面，飞碟有可能重塑城市交通与物流体系。随着城市地面交通拥堵加剧，三维立体交通网络大有可为。飞碟凭借垂直起降、噪声低、机动灵活、对起降平台要求低等一系列优势，相比传统直升机和结构复杂的“飞行汽车”，更有潜力发展为低空代步工具。未来，人们或许可以在自家楼顶小平台上搭乘飞碟，实现“点对点”直达。

借助模块化设计，飞碟内部空间可以搭载不同用途的任务平台，执行紧急救援、物资及时投送、复杂环境下快速精确探测等任务。

在军用航空方面，飞碟凭借出色的隐身条件和良好机动性，有望推动侦察与突防技战术革新。

在较小的雷达反射截面基础上，科研人员可以为飞碟应用全向隐身设计，借助等离子体隐身技术、高性能吸波材料等新成果，将其发展成理想的军用平台。

未来，小型飞碟能够在“蜂群”技术支持下大量渗透敌方防空网络“缝隙”，实时传输战场高清影像及电磁信号；大型飞碟则长时间隐蔽盘旋在敌方上空，充当持久监视平台。

考虑到飞碟的全面对称设计有利于瞬间改变飞行方向，具备高机动性，甚至可以实现骤停、平移等高难度动作，为空战高效规避敌方导弹锁定、快速绕过敌方防御火力网打下了基础。必要时，飞碟还可以快速向前线投送物资，实施快速精确打击。

在航天深空探测方面，有研究认为，飞碟的舱体密封设计结合抗辐射措施，具备优化成为“太空摆渡”或空间站对接平台的潜力。而且，飞碟结构简单，便于实现全向移动，较适合在大气稀薄的某些外星球环境中开展多类型作业。

总之，飞碟这类翼身融合一体飞行器目前仍存在一些难以解决的技术难题，但随着技术进步，飞碟将逐渐稳定可靠，在航空航天领域占有一席之地。放眼未来，高新前沿技术取得突破并非遥不可及，以飞碟为代表的“科幻”飞行器届时将迎来爆发，助力大众享受三维立体交通乃至天地畅游。

来源/《中国航天报·飞天科普周刊》

文/高铭

编辑/靳晴