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从YFQ-42的来路看CCA的去路
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作者:
晨枫
时间:
2025-8-29 00:07
标题:
从YFQ-42的来路看CCA的去路
本帖最后由 晨枫 于 2025-8-30 21:26 编辑
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据报道,YFQ-42近期已经首飞,但具体时间没有透露。
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这是美国空军协同作战飞机(CCA)第一阶段竞标中的二选一选手,通用原子公司算美国无人机公司里的翘楚了,也是美国航空工业新贵。
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MQ-1“捕食者”,后重新定名为“捕食者A”
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MQ-9“死神”,后重新定名“捕食者B”
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作为新秀,通用原子的产品从MQ-1“捕食者”开始,发展到增大的MQ-9“死神”,后来将MQ-1重新命名为“捕食者A”,MQ-9为“捕食者B”,随后推出的喷气式无人机就是MQ-20“捕食者C”,并由此推出MQ-67和YFQ-42。
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从上到下:MQ-20“捕食者C”,MQ-67,YFQ-42
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MQ-1的基本设计其实来自以色列奇人亚伯拉罕·卡莱姆,推进螺旋桨的效率比拉进螺旋桨更高,传统的拉进螺旋桨更多是由于发动机位置而不是推进效率;倒V形尾翼同时作为起飞、着陆时防止螺旋桨触地的装置;大展弦比机翼有利于升阻比,这是长航时的必须;机头空间正好作为载荷舱,隆起的机头背部是卫星天线的天然位置。这个构型后来被大量无人机模仿。
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MQ-1是活塞式发动机,速度、升限都受到限制,只有217公里/小时和7600米。MQ-9改用涡桨发动机,起飞重量和飞机尺寸都加大,速度和升限都提高,达到480公里/小时和15000米。用加高的尾鳍保护螺旋桨,尾翼回到更加常规可靠的正V形,有利于避开机翼下洗气流对倒V尾的不利气动干扰。MQ-9更大的起飞重量意味着更大的留空时间,从24小时提高到27小时,改进型MQ-9B达到40+小时。更高的升限意味着更大的监视范围,也有利于避开肩射和野战防空导弹。MQ-9已经全面取代MQ-1。
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螺旋桨无人机的尽头是喷气式无人机,通用原子接着推出MQ-20“捕食者C”,升限依然为15000米,巡航速度提高到650公里/小时,最大速度达到740公里/小时,留空时间则降低到18小时。机内武器舱可以携带1600公斤弹药,6个外挂点可以携带2900公斤弹药。显然,这是作为无人作战飞机推出的,但最终没有大量使用,尽管取得了MQ-20的正式军用代号。
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无人作战飞机光是能发射武器是不够的,需要携带有用的传感器、自主飞控和战斗管理,更需要携带足够的武器,点到为止是不够的。察打一体无人机以察为主,以打为辅,打的也是小型、零星的点目标。要摧毁设防目标或者集团目标,还是需要足量的弹药。
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MA-20也太单薄,看着就不经打的样子。确实,这主要是察打一体的MQ-9的喷气化,底层思维和设计基础并没有大变。
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MA-20的外形隐身其实蛮考究。机体的侧棱有隐身作用,但在六七百公里/小时的速度下,侧棱的边条作用有限。机翼、尾翼也不是为高机动设计的。说到底,这是察打一体的喷气化,激烈机动本来就不是刚需。机翼有所后掠,有利于速度提高,内段和外段边缘对齐,宽大的内翼段增加了机翼油箱的容量,也改善了翼根结构的受力设计。问题是除了速度更快,航渡时间缩短,这样的喷气化优点不多,留空时间还缩短了。
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MQ-67是更加认真的无人作战飞机,与MQ-20的渊源肉眼可见。继续采用背置发动机进气口,这一方面有隐身的作用,尤其对地面的防空雷达,但最主要的还是把机腹空间腾出来,用于宽大、完整的武器舱。
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MQ-67的具体技术指标并没有透露,但看得出来,这是更加精细化的设计。机翼老老实实改为常规的后掠翼,可能意味着速度进一步提高。机体俯视的话代一点两头尖、中间宽的纺锤形,增大机内容积。侧棱向机头方向变宽,在机头形成铲形,可能意味着边条作用的大大增强。这意味着机动性要求增高。但MQ-67说到底是“外挂传感器”(OBSS),依然是以察为主,以打为辅。
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这是与克拉托斯XQ-58同时代的,但避免了靶机出身的XQ-58的先天性毛病。靶机是一次性使用的,即使回收,再出动也没有紧迫的时间要求,所以通常省却起落架,用滑轨和助推火箭起飞。回收的办法多种多样,这样的大型靶机一般用回收伞,作业比较费事。
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作为无人作战飞机,有两种基本使用思路。一种是平时不怎么用,有人机作为空中行动的基本力量;战时需要增援和加强的时候,无人机再作为打手和炮灰大量出动。这样的话,靶机模式问题不大,反正是一次性使用,滑轨发射还不占用跑道,省却起落架则降低重量和成本,有利于一次性使用。另一种是平时就作为日常力量的补充,需要伴随有人机正常出动、回收。
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美国海军一直是第二种思路,舰上空间有限,负担不起把无人机当做耗材的思路。美国空军开始时是第一种思路,但也很快发现走不通。
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美国空军对无人作战飞机的思考经过好几个回合。一开始也是直接把察打一体无人机作为入门级无人作战飞机,马上发现这东西很难适应高烈度战争环境,喷气化也不根本解决问题。要与有人作战飞机组队作战,更要解决接近战斗机的航程和机动性问题,至少要达到高亚音速。航程方面应该比战斗机更远,这才能为战斗机打前站、打后卫。加上必要的传感器、通信设备、武器载荷,一来二去,相当大的尺寸和起飞重量免不了,百万美元级只是厂商对裸机的钓鱼报价,实际上千万美元级起跳,2000-3000万美元更加现实,根本不可能当做耗材使用。早年那些从察打一体无人机搬过来的低成本无人机都达不到要求,哪怕喷气化了。
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基本思路从一次性使用变为可消耗的重复使用,循环出动就是刚需,所以克拉托斯最后还是推出了带起落架的XQ-58改型,结构上需要大改,因为起落架安装点承受的着陆冲击力很大。MQ-67则从一开始就是带起落架的,适合快速反复出动和回收。但MQ-67没有解决太小的问题。
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到了CCA,直接加倍放大了。YFQ-42的具体技术数据依然保密,但肉眼可见,大多了,估计起飞重量加倍不止。机翼后掠角大大增加,暗示速度大大提高。但这样的构型依然不超过高亚音速。气动设计进一步精细化,铲形机头的涡流发生器效果更好,但非线性也严重。常规的侧棱-边条更加可控。YFQ-42还加宽了侧棱-边条,形成类似F-16的侧体,高机动性的用意显而易见,但估计还是达不到战斗机的9g那样的极端。机背进气口也在本质上限制了高机动能力。
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根据前美国空军部长肯达尔的说法,CCA的主要作用并非空战或者突击,而是作为有人机的“外置传感器”和“外置弹舱”,这与一般的“忠诚僚机”的期望还有相当大的距离,但也是技术渐进的需要。CCA需要低成本,现在估计单价在2000-3000万美元水平,美国空军认为需要1000架,以一对二的比例配属250架F-35A和250架F-47(一说300架F-35A和200架F-47)。换句话说,要是这两架CCA被打掉一架可接受,那就是对“有人长机”不重要;要是很重要,被打掉一架就是不可接受的损失。这从功能方面否定了“可消耗迷思”。
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作为炸弹卡车或者导弹卡车,也需要在相对低的防空威胁环境下使用,高威胁环境下消耗不起,还是用视距外攻击武器更加合理。低威胁环境下载弹量欠缺一点,但还可接受。
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但“忠诚僚机”依然是梦想,CCA2.0应该达到超音速、高机动、高度隐身、自主态势感知和自主作战。有人战斗机都是超音速的,CCA不能超音速带来很多部署和出动上的不便,有可能速度要求比有人战斗机还要高,否则有人机一转身,CCA就跟不上了,那不行;高机动的作用显而易见;高隐身也很必要,否则就成不打自招了;更高程度的自主态势感知和自主作战不用多说。不过成本可能又要翻番了。美国空军好像推迟了CCA2.0,先把CCA1.0整明白再说。
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现在通用原子YFQ-42首飞了,安杜里尔YFQ-44还没有报道,应该也快了。
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下为YFQ-42,上为YFQ-44
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安杜里尔YFQ-44的进气口在机腹,有利于利用前机身作为气流预压缩,提高发动机进气效率,尤其在高机动条件下。但通用原子很正确地指出一个大问题:机内武器舱在哪?
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安杜里尔没有明确回答,只是说“不用你操心”。在机体内向上弯一弯、绕过机腹武器舱,这是做得到的,但机体内的空间效率较差,带来重量、阻力代价。通用原子的机背进气口是有道理的。当然,通用原子也没法回答“你的高g机动性怎么办”的问题。
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但无人作战飞机世界的目光已经不在YFQ-42和YFQ-44,而在93阅兵中中国展示的全新超音速无人作战飞机。6年前高超音速的东风-17惊艳登场,美国至今仍在苦苦追赶。2024年底南北六代惊艳登场,美国索性拿PPT追赶。现在中国超音速无人作战飞机惊艳登场,美国要抓紧出计划了。
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