1.68米翼展的“昆蟲翅鞘”4S是“昆蟲翅鞘”5S飛機的1/6縮比模型。

日前，美國“昆蟲翅鞘”飛機公司正在同NASA合作測試其研制的非傳統垂直起降飛行器——“昆蟲翅鞘”4S，該機能夠像直升機一樣垂直起降，像固定翼一樣高速巡航。

公司計劃在2017年早期進行“昆蟲翅鞘”原型機的風洞試驗和自由飛試驗，地點将在NASA埃姆斯研究中心。試驗獲得的氣動數據将用于更新預測模型，幫助優化一個5座的空中出租車或者城市通勤飛機設計（“昆蟲翅鞘”5S）。

3月29日，“昆蟲翅鞘”2S有人駕駛概念驗證機在加利福尼亞州霍利斯特首飛。該機起飛後不久，發生了機頭急速上仰，然後飛機倒扣快速下降，最終重重摔在地面。所幸的是，飛行員雷耶斯僅受了輕微傷。“昆蟲翅鞘”公司希望在NASA開展的“昆蟲翅鞘”4S試驗也能夠解決上述控制問題。

“昆蟲翅鞘”4S飛機外形同2S相似，隻是采用無人設計。該機采用盒式翼布局，有利于飛機前飛，同時機身左右兩側安裝有傾轉翼，其上各安裝有一副螺旋槳，可提供垂直和水平的拉力。後掠翼安裝在前機身靠下位置，面積更大的前掠翼由垂尾支撐，安裝在後機身，前後機翼在翼梢處連接。

該機傾轉翼安裝在駕駛艙後面的中部機身，左右各有一副螺旋槳，由可旋轉90度的變速器驅動，在“昆蟲翅鞘”2S上其由一台450馬力的鈴木賽車用發動機驅動。該機的俯仰控制由單獨的尾翼或者機頭安裝的涵道風扇提供。

NASA埃姆斯研制中心負責“昆蟲翅鞘”項目的工程師科林·西奧多表示，該機的一個特點是在傾轉中央翼上采用開裂式襟翼或副翼。通過改變機翼外形一是可以降低螺旋槳對機翼氣動特性的影響，另一方面還可進行滾裝控制。對于偏航來說，使用百葉窗或者開裂襟翼、或者調整槳距進行控制。

NASA使用先進數值模拟程序進行了“昆蟲翅鞘”懸停和低速前飛的計算，并分析了該機獨特的懸停控制系統。研究結果被NASA“旋翼機設計和分析”計劃采用，用來評估直升機的懸停設計，輔助計算配平、飛行穩定性和控制參數。

NASA研究發現，“昆蟲翅鞘”4S“俯仰平衡對氣動幹擾非常敏感，需要謹慎的選擇垂直向水平過渡的轉換窗口，将重心移到機翼前2英尺可确保産生低頭力矩”，西奧多在2016SAE航宇系統和技術大會上表示，“機頭安裝的升力風扇相比機尾更加高效，同時百葉窗進行懸停控制非常有效。”

盡管初步設計表明，“昆蟲翅鞘”4S的垂直飛行動力學特性同傳統的直升機相似，前飛特性同固定翼相似，但仍需對俯仰控制高度關注。西奧多表示，“螺旋槳的尾迹對後機翼的氣動幹擾非常嚴重。螺旋槳後的高速氣流造成後機翼下表面産生低壓，導緻升力損失，産生擡頭力矩。這種現象對中央機翼的迎角和整機的迎角非常敏感。”

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