JetZero混合翼体飞机：技术、产业与战略的三重突破

作者：徐秉君（华语智库高级研究员、新华社瞭望智库特约军事观察员）

美国空军下一代空中加油系统 （NGAS） 在太平洋某处执行 F-35 战斗机任务时的艺术家概念。.JetZero 插图

据外媒报道，6月12日，美国航空航天初创公司JetZero宣布了一项雄心勃勃的计划：将在北卡罗来纳州格林斯博罗投资47亿美元建造一座先进的混合翼体飞机制造工厂，用于生产其下一代Z4飞机。这一项目不仅将创造14,500个工作岗位，成为该州历史上最大的就业公告，更标志着航空工业的一次重大突破。JetZero的Z4飞机凭借其超高效的全翼体设计，有望实现高达50%的燃油效率提升，同时满足商业客运、货运以及军事运输和空中加油的多样化需求。这一创新设计不仅为航空业带来了新的希望，也引发了全球对混合翼体飞机技术潜力的广泛关注。

一、混合翼体飞机的研发背景

混合翼体（Blended Wing Body，BWB）飞机是一种将机身与机翼融合为一体的新型飞行器设计概念，其起源可追溯到20世纪初。然而，受限于当时的技术水平和材料科学，混合翼体飞机的概念并未得到广泛应用。直到20世80年代，随着航空技术的飞速发展，尤其是计算流体力学（CFD）、先进复合材料和航空电子技术的突破，混合翼体飞机的设计才逐渐从理论走向实践。

传统飞机设计中，机身与机翼是两个独立的结构单元，这种分离式设计虽然在制造和维护上相对简单，但在空气动力学性能上存在诸多局限性。相比之下，混合翼体飞机通过将机身与机翼融为一体，极大地优化了气动布局，减少了阻力，提高了升力系数。这种设计不仅能够显著降低燃油消耗和运营成本，还能减少噪音污染。

此外，随着全球航空运输需求的持续增长，航空公司和军事机构对飞机性能的要求越来越高。传统飞机设计在燃油效率、航程和载荷能力等方面逐渐面临瓶颈，而混合翼体飞机凭借其独特的优势，成为解决这些问题的潜在方案之一。JetZero的Z4飞机正是在这样的背景下应运而生，它不仅代表了航空技术的前沿探索，也反映了航空业对未来可持续发展的迫切需求。

JetZero 的初始 BWB 演示器部分由美国空军投入 2.35 亿美元的资金开发，预计将于 2027 年开始试飞。目标 Z4 飞机旨在履行商业客运和货运角色，并成为空军的潜在空运和加油机。

JetZero 插图

二、技术革命：混合翼体设计的突破性价值

混合翼体设计的核心在于其独特的气动布局。与传统飞机相比，混合翼体飞机的机身与机翼之间没有明显的分界线，整个机体呈现出一种流线型的翼形结构。这种设计使得飞机在飞行过程中能够更有效地利用空气动力学原理，减少阻力，同时增加升力。

JetZero将 Z-4 描述为“改变游戏规则的飞机，凭借其超高效的全翼机身设计，大幅削减了燃料消耗、排放和成本。通过最大限度地提高升力和减少阻力，它将提供高达 50% 的燃油效率和相关的减排。JetZero 表示，该飞机还将在客机服务中提供“更清洁、更安静和改进的旅行体验”，并能够在跑道较短的机场外运营。预计该飞机将“在 2030 年代初”投入商业服务。

除了燃油效率的显著提升，混合翼体设计还带来了其他多方面的技术突破。首先，在结构设计上，混合翼体飞机可以采用更先进的复合材料和制造工艺，进一步减轻飞机的重量。如Z4飞机预计将使用大量的碳纤维复合材料，这些材料不仅强度高，而且重量轻，能够有效提高飞机的载荷能力。

其次，混合翼体设计还为飞机的内部空间布局提供了更大的灵活性。由于机身与机翼的融合，飞机内部的容积得到了充分利用，这使得Z4飞机能够在相同的外部尺寸下，提供更大的客舱空间和货运容积。尤其是Z4飞机的货运能力预计将超过现有的KC-46加油机，其托盘架数量从18个增加到21个，提升了约17%。

此外，混合翼体设计还对飞机的飞行控制系统提出了更高的要求。由于其独特的气动布局，Z4飞机需要更先进的飞行控制算法和航空电子系统，以确保飞行的稳定性和安全性。JetZero计划在其工厂中引入全面数字化和人工智能驱动的生产技术，这不仅能够提高生产效率，还能为飞行控制系统的开发提供更强大的技术支持。

三、产业生态重构：制造业的“未来工厂”范式

JetZero的北卡罗来纳州工厂被称作“未来的工厂”，这不仅是对其先进制造技术的描述，更是对航空制造业未来发展方向的一种展望。传统航空制造工厂往往依赖于大规模的生产线和复杂的人工操作，而JetZero的工厂则计划采用全面数字化和人工智能驱动的生产模式。

首席执行官兼联合创始人汤姆·奥利里（Tom O’Leary）表示，他预计生产工厂将是一个“巨大的、1000英亩规模的运营”。他解释说，由于大部分Z4结构都是由碳纤维制成的，因此大部分的Z4结构将不得不在一个地方建造。

这种“未来工厂”模式的核心在于通过先进的信息技术和自动化技术，实现生产过程的高度智能化和高效化。例如，工厂将利用数字化建模和仿真技术，对飞机的生产过程进行精确规划和优化，从而减少生产时间和成本。同时，人工智能技术将被广泛应用于质量控制和供应链管理中，确保生产的每一个环节都达到最高标准。

此外，JetZero还计划与西门子等先进科技企业合作，利用其在智能基础设施、电气化和自动化领域的技术优势，打造一个高效、环保的制造生态系统。这种合作模式不仅能够提升JetZero的生产效率，还将推动整个航空制造业向智能化、绿色化方向发展。

从产业生态的角度来看，JetZero的“未来工厂”模式将对航空制造业的上下游产业链产生深远影响。一方面，它将促使供应商和合作伙伴加快数字化转型的步伐，以适应JetZero的生产需求；另一方面，这种模式也将为其他行业提供借鉴，推动制造业整体向更高水平发展。

KC-Z4加油机在一张由JetZero提供的概念图像中为下一代空中优势战斗机加油。

四、军事战略维度：美国空军的“双轨押注”

美国空军对JetZero的混合翼体飞机项目表现出了浓厚的兴趣，并通过投资2.35亿美元支持其初始演示机的开发。这一举措反映了美国空军在军事航空战略上的“双轨押注”：一方面，继续优化和升级现有的传统飞机平台；另一方面，超前探索和投资下一代创新技术，以确保其在未来军事航空领域的领先地位。

混合翼体飞机在军事领域的潜在应用价值是显而易见的。诺斯罗普和 JetZero 预计将提供该飞机的“KC-Z4”版本，以满足空军的下一代空中加油系统 （NGAS） 要求。

首先，其高效的燃油经济性和长航程能力使其成为理想的空中加油机和运输机平台。如Z4飞机的总工作重量与现有的KC-135和KC-46相当，但由于其混合翼体设计，其航程和载货能力都得到了显著提升。这将使美国空军能够在更远的距离上执行任务，同时减少对中途加油的需求。JetZero 的战略项目和合作伙伴关系主管 Nate Metzler 表示，潜在的 KC-Z4 在完成 4,000 海里的飞行后，可以携带足够的燃料，为六架 F-35 每架提供约 10,000 磅的燃料，而 KC-46 只能为一架飞机加油。KC-Z4的效率在战场上可能会带来革命性的变化。

其次，混合翼体飞机的低噪音和低雷达反射特性使其在军事行动中具有更高的隐蔽性。这种特性对于执行情报收集、特种作战等任务具有重要意义。此外，混合翼体飞机的设计还可以根据不同的军事需求进行灵活调整，例如增加武器挂载能力或改装为电子战平台。

然而，尽管混合翼体飞机具有诸多潜在优势，但美国空军也清楚地意识到，这一技术仍处于发展阶段，存在一定的风险。对此，空军官员表示，Z4并不具备赢得任何未来运输机或加油机竞争的内部优势。因此，美国空军在投资JetZero项目的同时，也在继续推进其他传统飞机平台的升级计划，以确保其军事航空能力的连续性和稳定性。

JetZero在加利福尼亚州长滩公司总部于5月举行的媒体日上搭建了一个Z-4模拟客机的框架。(《航空与空间力量杂志》大卫·罗扎拍摄)

五、竞争格局重塑：对军事与航空业的影响

JetZero的混合翼体飞机项目不仅在技术上取得了突破，更在军事和民用航空领域引发了深远的竞争格局重塑。从军事角度来看，混合翼体飞机的高效燃油经济性、长航程和大载荷能力使其成为理想的空中加油机和运输机平台。美国空军对JetZero项目的投资，正是看中了Z4飞机在军事战略上的潜在价值。由尤其是Z4飞机采用混合翼体设计，其航程和载货能力都得到了显著提升。这将使美国空军能够在更远的距离上执行任务，同时减少对中途加油的需求。此外，混合翼体飞机的低噪音和低雷达反射特性也使其在军事行动中具有更高的隐蔽性，能够执行情报收集、特种作战等高风险任务。

在民用航空领域，混合翼体飞机的出现同样引发了行业的震动。由于其高效的燃油经济性和灵活的运营能力，混合翼体飞机将成为未来航空运输市场的重要选择之一。航空公司可能会更倾向于采购这种新型飞机，以降低运营成本和提升竞争力。JetZero现已获得了阿拉斯加航空和美联航的投资和有条件购买协议，这表明混合翼体飞机的市场前景已经被部分航空公司所认可。此外，混合翼体飞机的设计还可以根据不同的市场需求进行灵活调整，例如增加客舱空间或优化货运能力，这将进一步提升其市场竞争力。

然而，混合翼体飞机的市场推广也面临诸多挑战。首先，传统飞机制造商如波音和空客已经在市场上占据了主导地位，他们的技术和市场优势使得混合翼体飞机的市场渗透面临阻力。其次，混合翼体飞机的设计复杂性可能导致更高的研发成本和技术风险，这需要企业具备强大的技术实力和资金支持。问题是唐纳德·特朗普总统的政府正在优先考虑其他项目，如国土导弹防御、造船和空军的新F-47战斗机。此外，混合翼体飞机的运营需要适应现有的机场基础设施，这可能需要对机场设施进行改造和升级，增加了运营成本。

尽管如此，混合翼体飞机的出现已经对全球航空业的竞争格局产生深远影响。传统飞机制造商可能会加快技术创新和产品升级，以应对混合翼体飞机的挑战。同时，新兴的航空制造商如JetZero可能会通过技术创新和商业模式变革，逐步改变航空业的竞争格局。这种竞争不仅将推动混合翼体飞机技术的快速发展，也将促使整个航空业向更高效、更环保的方向发展。

结语：颠覆性创新与前景

JetZero的混合翼体飞机项目无疑是航空工业的一次颠覆性创新。然而，这一创新也带来了诸多挑战。

首先，混合翼体飞机的设计复杂性可能导致更高的研发成本和技术风险。例如，其独特的气动布局需要更先进的制造工艺和材料科学支持，这增加了研发的难度和成本。其次，混合翼体飞机的市场推广需要克服传统飞机制造商的技术垄断和市场优势。波音和空客等传统巨头已经在市场上建立了强大的品牌和客户基础，混合翼体飞机的市场渗透需要克服这些障碍。此外，混合翼体飞机的运营需要适应现有的机场基础设施，这可能需要对机场设施进行改造和升级，增加了运营成本。

尽管面临诸多挑战，JetZero的混合翼体飞机项目仍然具有重要的战略意义。它不仅为航空业带来了新的技术突破，也为航空制造商和航空公司提供了新的发展机遇。更重要的是，混合翼体飞机的出现推动了整个航空业向更高效、更环保的方向发展，符合全球可持续发展的大趋势。

在未来的航空工业中，混合翼体飞机有望成为重要的发展方向之一。随着技术的不断进步和市场的逐步接受，混合翼体飞机将逐步改变航空业的竞争格局。正如NASA高级顾问约翰·德尔弗雷里奥所言：“混合翼体不是飞机进化，而是飞行器形态的基因重组。”当Z4原型机在2027年腾空而起，人类航空史将迎来莱特兄弟以来的最大转折——这场由技术勇气驱动的变革，正将可持续发展的天空梦想照进现实。