2022年12月，美國國防部表示，波音子公司極光飛行科學公司（Aurora Flight Science）獲得了一份美國國防預先研究計劃局（DARPA）的合同。該合同價值4200萬美元，項目主要內容為開發一種被稱為新型效應飛行器（CRANE）的新型試驗飛機。
按照雙方的合同內容，這種飛機將能夠在沒有舵、襟翼和副翼等傳統控制面板的情況下飛行。
極光將為DARPA詳細設計一種使用氣流噴射進行機動飛行控制的實驗飛機。
該項目的主要目的在於驗證全新的飛行控制技術，擺脫對於傳統氣動控制面的依賴，從而為未來飛機在總體性能上的突破提供設計基礎——包括改善升力，減少阻力，提升機翼結構效率，增大飛機內部燃油儲存空間，降低飛機製造成本，提升飛行敏捷性，等等。
傳統飛行控制離不開氣動面
從飛行力學的角度來說，大多數時候飛行控制的過程，就是飛機在俯仰、橫滾、偏航等多個方向上，通過改變受力狀態，使飛機始終處於類似「蹺蹺板兩頭不落地」的動態平衡狀態。
大角度抬頭起飛的F-15，其水平尾翼大幅度下偏，通過在機身末端形成向下的負升力，逼迫重心和氣動焦點前方的前機身抬起……這是典型的力學「蹺蹺板」。
F-35B的動力系統示意圖。
比如傳統戰術飛機要抬頭或者低頭，主要是通過遠離飛機重心和氣動焦點的水平尾翼或者鴨翼偏轉，在飛機的前部或者後部，施加一個強迫飛機抬頭或者低頭的控制力矩。
而隨著航空技術的發展，控制力矩的實現現在並不一定全部依賴於各種氣動面。
比如F-35B這樣的垂直起降飛機，就需要在翼下較為遠離機身部位設置向下的噴口，噴射氣流來保持飛機的平衡，避免飛機左右側翻墜毀。
美國此次試驗的「主動射流控制技術」，就是試圖在飛機的機身和機翼上開設大量孔洞、縫隙，從中噴射出氣流；利用這些氣流改變飛機的受力狀態，從而驅使飛機的姿態和軌跡按照預期的要求變化，實現機動飛行控制。
已進入項目第二階段
這一項目由美國國防部主導並在2019年啟動，並由洛克希德馬丁公司、喬治亞理工研究公司、極光飛行科學公司等企業參與了早期階段的研究。
極光公司是波音的子公司，總部位於維吉尼亞州的馬納薩斯，業務聚焦于飛機和無人系統的前沿技術創新。根據現有的公開消息，這個項目大致上有三個階段：
階段一
第一階段，製造尺寸較小的縮比模型，在風洞測試中對主動射流控制技術進行初步的可行性驗證。這一階段目前已經被極光公司完成，他們也因此獲得了下一階段研發的合同。
階段二
第二階段，為新的試驗飛機創建詳細的工程設計，包括飛行控制軟體。
在這一階段中，美國國防部會對關鍵設計進行審查，以確保該機能在沒有傳統飛行控制手段的情況下飛行。該階段任務如果順利完成，則極光公司能獲得進入第三階段的合同。
BAE與曼徹斯特大學聯合研發的MAGMA無人機，思路與CRANE在大方向上一致，但機體尺寸和噸位很小。
階段三
第三階段，極光公司將實際製造一架全尺寸的演示樣機，重量達到7000磅，翼展達到30英尺，最大飛行速度達到0.7馬赫。
該機將完全依賴於主動射流控制技術進行試飛，並具有模塊化設計的機翼方案，使該項目在後續研究中可以低成本、快速的更換相關設計或驗證性技術。
從目前美國相關方面的公開表態來看，他們並不認為這一技術能在短期內具備實用價值。
該項目的前項目經理瓦蘭曾表示：
「
這是一個試驗項目，旨在展示這種創新技術是否可以工作，而不是改進已經在運行的東西……而如果這個概念確實有效，它可能是一項顛覆性技術，甚至可以顛覆未來的飛機設計方式。
」
實用化依然困難重重
從基本觀念和思路來說，目前美國在深度探索的主動射流控制技術並不是全新產物，至少有數十年以上的歷史——一直以來，有很多問題阻礙著它的實用化，其中一部分甚至與傳統的載人飛機設計要求有著根本性的衝突。
其中包括：
一、安全冗餘問題
大量低速中小型飛機，甚至是一些比較大的飛機，依然廣泛採用以連杆或鋼索滑輪為核心的機械飛行控制系統。在遭遇主要動力系統故障、喪失動力的情況下，依然還能通過人力實現對氣動面的持續控制，藉助飛機殘存的能量，實現滑翔和迫降。
即使是對於飛行控制完全依賴電傳和液壓驅動的先進飛機，特別是高速、大型飛機，通過應急動力系統和應急液壓泵等設計，也可以保障15分鐘甚至更長的可控狀態。
應急衝壓渦輪，可以在滑翔過程中提取一部分飛機動能，為飛行控制提供動力。
2001年，TSC236航班的空客A330客機雙發失去動力，滑翔19分鐘、120千米，在亞速爾島機場成功降落。
但對於主動射流控制的飛機，一旦 因主動力系統故障失去動力，無法再驅動壓氣機大功率運轉，實際上不可能有第二個機載系統能提供相近流量、速度、壓力的持續性氣流噴射，這意味著飛機會在非常短的時間內，控制力急劇下降並進入不可挽救的失控狀態。
對於載人飛機而言，這是不可接受的安全缺陷——無論是對機內人員還是地面。
但在作戰飛機無人化的趨勢下，以戰場為應用環境的智能化軍用無人機，則對這種缺陷的容忍程度會相對高很多。
二、機體載荷航程問題
無論是MAGMA還是CRANE，目前都無法避免的問題是，它們都需要大量從發動機引氣，相關要求遠高於傳統飛機的動力系統。
對於渦輪燃機來說，把壓氣機段的壓縮空氣引出來、噴射到周圍大氣中，要付出較大的效率代價。原本這些空氣在進入燃燒室燃燒、膨脹加速以後，可以提供大得多的功率。波音787等新型飛機，陸續把基於壓氣機引氣的傳統環控系統，變更為依賴于飛機發電機的全電環控系統，主要原因也在於此。
這是類似英國MAGMA等較早的主動射流控制的驗證機，尺寸噸位普遍很小的關鍵因素之一。在這些航模級別上的飛行器上，由於尺寸小、不需要考慮續航、不需要考慮複雜航電系統和戰鬥武器等載荷，可以輕易實現非常高的推重比、充沛過剩的壓氣機流量；對於實用化的飛機，這是很不現實的。而且隨著機體噸位級別的不斷上升，這個矛盾會變得更為尖銳惡化。
總的來看，此類項目距離實用化還有相當遙遠的距離，其主要的應用方向，可能是一些機動性指標要求不高、設計初衷就能容忍較大損失機率和事故附帶損失的軍用無人飛行器。
排版：王薛婷
策劃 | 文案：候知健
編審 | 監製：武晨、王蘭
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