中方科研團隊研發出一項革命性軟件設計方案，或將為未來戰機提供“關鍵技術支持”

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

這一新型平台使飛機設計師能夠自由增加設計變量，卻無需提升計算負荷，這一突破長期被航空界認為是“不可能實現的技術壯舉”。中方研究團隊的這一創新，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，説明了該系統的運作原理。

“採用帶進氣道的X47B外形開展基於表面靈敏度的大規模設計變量氣動隱身優化，優化外形相對於初始外形阻力、RCS大幅度下降，總壓恢復係數少量提升，優化後進氣道彎度增加，RCS減縮效果顯著且保持了初始進氣道的良好的總壓恢復和總壓畸變性能。”

黃江濤團隊表示，優化結果表明，他們所建立的基於阻抗邊界條件表面靈敏度的氣動隱身優化方法能夠實現考慮吸波材料塗覆的大規模設計變量氣動隱身優化，為低可探測飛行器設計提供技術支撐。

2012年12月10日，美國海軍發佈拍攝照片，在大西洋一個未公開的位置上，X-47B無人空戰系統驗證機在“杜魯門”號（CVN 75）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、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並自行回落的隱形無人轟炸機。X47B於2011年首飛，並在2013年成功完成了一系列的地面及艦載測試。不過，由於未能解決隱身性能、空氣動力學和推進力之間的平衡問題，該項目於2015年被取消。

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

諸如機翼前緣和發動機進氣道等飛機部件的外形設計，直接影響着兩大關鍵性能——飛機的飛行平穩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代飛機設計中的一個關鍵挑戰。過去，傳統的全局優化算法面臨維度災難問題，隨着設計變量數量的增加，計算複雜度呈指數級增長。

為了應對這一挑戰，黃江濤團隊基於阻抗邊界條件提出了一種適用於大規模設計變量優化的幾何靈敏度計算方法，使設計變量梯度計算代價與設計變量數徹底無關，詳細推導了幾何靈敏度的求解表達式，實現了部分吸波材料塗覆時的RCS表面靈敏度計算，梯度校核表明基於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外形及設計變量位置 論文截圖

目前，美國推進開發第六代戰機的“下一代空中優勢”（NGAD）項目正面臨停擺風險，而儘管美國總統特朗普今年3月已宣佈由波音公司來生產“下一代空中優勢”戰鬥機，即第六代戰機，並將新一代戰機命名為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瀋陽首飛的影像就開始在網上流傳，海內外眾多網民和外媒都對其造型、性能乃至影響予以了極大關注。

據悉，在此次研究過程中，黃江濤團隊沒有依賴原始計算能力，而是採用了一種類似DeepSeek的、強調效率的方法。

例如，他們運用統一場建模技術，將雷達吸波材料直接集成到氣動靈敏度方程中；重複使用電磁場解，並將萬億級計算轉化為可管理的矩陣運算。

黃江濤團隊表示，隨着全球國防預算的飆升，這種新的設計軟件方案可能幫助中國節省大量時間和資源，“為低可探測飛機的發展提供關鍵技術支持”。

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