设为首页收藏本站

爱吱声

 找回密码
 注册
搜索
查看: 1149|回复: 0
打印 上一主题 下一主题

[武器展望] 想象无侦-7 Mk2

[复制链接]

该用户从未签到

跳转到指定楼层
楼主
 楼主| 发表于 2024-9-6 02:41:06 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
无侦-7还是中国空军的新兵,但已经在台海、南海、西藏多有现身。据说在南海的时候,美国海军F-18E战斗机出动驱赶,但达不到无侦-7的巡航高度,只好翻肚皮、秀导弹,也算示威一把。无侦-7废话少说,只是埋头咔咔猛拍照。还真是埋头,因为F-18E和美国航母都在下方。
3 d8 y  R$ V- _) X9 Q6 W' y9 T4 a, f0 y  z" E( h5 I! l; z
据报道,近来无侦-7飞到日本海去了。) |3 A* e* i5 h* I

( E' V, e) V  z
8 m% a9 M  I2 ~) ]
" G# a4 U) f- R, o日本空自F-15在日本海拍到的无侦-7
6 s1 A% u. z6 d0 {! I. @4 x4 x1 G4 ~
$ [: C" M0 U! [* b3 E其实在2023年,无侦-7已经飞到宫古水道。日本空自F-15的升限比美国F-18更高,但还是不够,最后只拍下一张仰视图,连平视无侦-7都做不到。在日本海出现的无侦-7的飞行路线是个迷。由于没有飞越对马海峡的报道,推断有可能是穿越俄罗斯领空飞入日本海的。如果属实,这意味着中俄军事合作进入了全新的层次,但这是另外一个话题了。
) D. A+ Q# s' t
- S& f$ D' X1 ]6 Y/ c( k1 g. V在2006年珠海航展上,无侦-7以模型形式出现,命名为“翔龙”,还是单垂尾设计。在2021年珠海航展上,实体飞机正式展示,定名无侦-7,改为V形双垂尾,发动机也由涡喷13改为涡扇13,可能是非加力型。
1 A, q  q7 Z9 ~2 P6 q
2 J/ `& E9 r+ ?: U( ?据报道,无侦-7的长度14.33米,翼展24.86米,采用涡喷13的原型的巡航速度为750公里/小时,实用升限18000米,航程7000公里,留空时间10小时。改用涡扇13后,航程和留空时间可能显著提高。, ~+ h7 T1 X3 t' a! G: Y

' w3 e1 w2 I% D& {$ n , Z# E: d9 Q* I, v: ~" x$ k! w1 {
1 U1 [: V# v! [4 E& V, T
无侦-7采用独特的搭接翼,但还是因为外观有几分相似,被戏称为“全村鹰”
' f) m) z; x) Q3 B4 U
: O( P, x" l# {' O+ X
" w8 `* {, Z. }' x/ @
; ^% Y5 u2 E" _+ v“全球鹰”当然是美国的RQ-4
2 e0 j! h4 W1 _7 i* C
2 M5 Z# m5 C. n9 n+ @% t' C无侦-7被戏称为“全村鹰”,这可看作低配的美国RQ-4“全球鹰”。这是世界上唯二的高空长航时(HALE)无人机。相比之下,“全球鹰”长度14.5米,翼展39.9米,巡航速度570公里/小时,航程22800公里,留空时间34小时以上,实用升限18000米。2 p- r* r/ H5 {& I$ |" @
$ T! X+ O- x2 c- i* I' n
无侦-7无疑是够用的,18000米的升限很有用。F-18翻肚皮,赌气比有用性更多。导弹可以上射,但还是有限制。在特别高的高空,导弹为中低空优化的气动控制显得不足。还记得气球事件吗?那时失控飘飞进入美国的中国气象气球在18000-19500米高度,美国F-22要拦截,可是费了不少功夫。
- c. A; F: C0 o& o' P6 [; W' V, I7 U/ C# n' \7 Q! b! Y
这当然是因为气球很难用雷达制导的空空导弹打有关,红外制导的空空导弹也必须靠近了才能锁定。无人机的雷达和红外特征比气球大得多,但采用足够的隐身手段的话,依然不容易打,何况无人机还可以配置自卫干扰和反制手段,并在航迹规划上主动躲开高威胁区域,增加生存力。8 J; ?/ d: |3 t1 n! H/ J

& ?( L* [2 W4 S" Y: C5 I超高空有大用。; A! V( {8 E5 U( s
" p% z* ]8 _0 q2 a
作为侦察机,站得高,看得远。在18000米高空,地平线在480公里以远,监控面积达到73万平方公里;降低一半到9000米,地平线就只有340公里了,监控面积降低到36.6万平方公里。& }' t  X: h2 a4 f$ d! z1 J; o
' L0 v. q5 K, M: h1 {
对于日本海来说,无侦-7只需要在日本海中线,就可以监控整个日本列岛。在南海,从西沙周围的巡逻位置,就可以监控从越南沿海到菲律宾沿海的整个南海北部。在中印边界中国一侧浅近后方,则可以监控新德里以北的全部印度北方。
. X3 c" W) S; ?) n; r* w" [' _  F) S" M4 A
在大国对抗的场景里,高空长航时无人机的作用还超过侦察。由于巡航高度高、覆盖面积大,在通信卫星、导航卫星容量不够的时候,可以填补缺口。在卫星被打掉或者因为故障、损坏而暂时失能的时候,临时补缺更是意义重大。2022年河南水灾的时候,一架翼龙-2H无人机在空中担任5-6小时的手机通信临时基站,就是类似功能在战争时期的预演。
( f% a! \& K  E- [! }+ Q9 A) R! h3 Z. J# g. H3 m' B9 f1 j' M
但无侦-7要好用,还需要大大增加留空时间。
; O% r8 x, Z3 o! x9 F6 s& i! ?+ g) I
* N0 f# ]- s4 D; o: tRQ-4的留空时间长的多,是因为采用超大翼展的细长机翼。机翼是产生升力的主要手段。翼面积越大,产生的升力越大,但这是有条件的。
& ~4 P* M, e4 l9 h0 `# n7 Q- M) d$ n: |% p+ Y/ ^! `- }5 v4 O
机翼产生升力依赖气流的连续性。气流流过粗短(小展弦比)机翼时,气流流经上表面的路径较长,首先摩擦阻力大大增加,其次容易发生气流分离和各种复杂涡流,产生升力的效率大大降低。气流流过细长(大展弦比)机翼时,很快在后缘汇合,连续性得到很好的保留,上下翼面的速度差形成升力,摩擦阻力更是大大降低,产生升力的效率达到最高。$ O$ Z; R) k5 c9 c

: L1 G% E5 o/ h) m' r8 J大翼展,细长机翼,这才是高升力的密码。滑翔机就是采用细长机翼的典型,可以在无动力的情况下滑翔很远的距离。
5 [# v6 N" e6 j' s1 A1 X  {
6 `% @' j1 D8 {# A  q: P事实上,高升阻比还需要小后掠甚至平直翼,因为后掠角导致迎面气流沿着后掠的机翼前缘有所“溜肩”,降低产生升力的效率。后掠翼本来就是接近音速时推迟局部气流速度超过音速、导致激波阻力而采用的。对于以长航时为主的无人机,降低速度并不是多大的问题。因为后掠角而降低升阻比才是问题。4 W8 Q& w2 O/ c
+ ^6 a) U, Q2 z7 v5 a
在极端情况下,采用超大翼展的平直翼无限接近于平直翼的飞翼,气动效率达到最高。但相对纵长也降低到极限,容易发生俯仰控制力矩不足的问题。洛克希德RQ-3“暗星”就是失败的先例。
# {5 m* O* h* ^( e5 B9 L/ {7 p1 G. n* X0 v' ]

5 X" K% Z' R( S* I! T" {. M+ s
" p" m. f( ?& d1 P* f2 Z7 ~+ |. ?- P洛克希德RQ-3“暗星”具有夸张的大翼展和高展弦比,具有出色的留空时间,但因为俯仰控制力矩太短而不能解决稳定性问题,最终下马
6 @/ g) F; C7 L( x% |" ]8 e
$ j5 V3 Y. R% c6 P但是即使用足够长度的机身和有效的尾翼解决俯仰力矩问题,大展弦比机翼也有制造难度增加的问题,更有机翼刚度较低而带来气动控制反转的问题。刚度较低的机翼不仅在气流作用下会上下挥舞,还可能在副翼偏转时沿展向轴线发生扭转。
: U. {' o; \4 {% f# W
) T8 f' i7 R- M7 F
9 g5 Y5 _8 @9 D
* J$ f# C. k2 t' e机翼刚度不足时,副翼压低可能导致机翼“埋头”,降低迎角,反之亦然
/ q7 |* F7 K8 C  }" D0 j. r4 J& W' z$ v! N' \$ Z* f+ ^( m: c
副翼在机翼外段后缘。在正常情况下,左右副翼一上一下偏转时,向下的一侧产生向上的压力,向上的一侧产生向下的压力,形成横滚力矩。但刚度不足的机翼会因为副翼形成的压力而发生弹性扭转:向下的副翼偏转造成机翼“向前拱起”,降低机翼迎角,实际上降低升力;向上的副翼偏转造成机翼“向后蹲下”,增加机翼迎角,实际上增加升力。也就是说,发生气动控制反转,横滚力矩反向,非常容易造成失事。4 |; S* \2 N& R( f0 w' x0 y5 ?0 [6 J

: t6 ^6 x6 n# C4 E襟翼在机翼内段后缘,机翼结构离翼根较近,气动弹性扭转的问题较小,但还是可能发生。
; K1 R' A8 R0 B- M2 M' `3 `) y
6 @2 h% q: _. z' x8 Z增加机翼刚度可以解决这个问题,但要大大增加重量。在飞控律中限制副翼动作是另一个办法,在气动扭转快要导致反转的时候“适可而止”,但要大大限制机动性。# I9 m  v9 v3 f1 D$ L

( h4 G* H, `) S但无侦-7那样的搭接翼(也称菱形翼)就极大缓解了机翼刚度问题。半翼展处的搭接使得内翼段几乎不可能发生气动弹性扭转,无侦-7的襟翼就在内翼段;外翼段靠近搭接点的部位也较少受到气动弹性扭转的影响,但依然远离机身中轴线,横滚力矩够大。% d$ r* y4 P( L9 @  D" j* M: q( v

" s) }2 j. T- u这意味着无侦-7的飞控难度较小,或者说,不需要对机动性做不必要的限制。" b7 b; U$ S' f( {9 }5 F

3 F( k" P% g. R5 Y5 u" u作为高空、长航时无人机,机动性本来就不是太大的问题,所以这个优点不能说有多突出。
1 l  D" n: Y/ F. B7 l( X$ I# J5 _7 e8 e+ E/ x
然而,搭接翼决定了后掠角较大,巡航速度太低反而不经济。但就HALE无人机而言,巡航速度较高相对于长航时来说,并不是多大的优点。如果能选择的话,长航时更重要。, k" E. F  ]& Q7 P1 u7 n

3 q3 I4 m. p! M继续增加翼展也有问题,翼尖位置会非常靠后,升力中心位置要相对后移,全机的重心平衡有点困难。6 \0 ?' T/ s* i+ o* z& u# @' Y- Q
! x9 j( Y1 S" |$ r
更大的问题是:速度大范围变化时,升力中心的前后移动太大,带来配平困难。早期人们对后掠翼缺乏理解时,有过在降落减速时,外翼段首先失速,升力中心大幅度前移,造成机头不可控上扬。F-100“超级佩刀”上这个问题最严重,人称“佩刀舞”,是很多失事的元凶。5 }3 s/ v; A  s; \* e) ]4 ?! w

* K# v; `/ [; D+ [, e降低后掠可以减小升力中心的移动问题,但需要前后翼都是小后掠,导致前后翼的翼根在机身中段紧挨着,在结构上接近简单机翼,降低搭接翼的优越性。在极端情况下,前后翼的翼根重合,这就回归到普通机翼了。" u( @) w, Q! V7 M
% w9 B9 @3 l: y1 e1 ?2 W/ E
与同翼展平直翼相比,搭接翼本来就因为前后翼有高差而迎风阻力较大,升阻比要打折扣;同平面前后翼则有复杂的翼间干扰问题,同样升阻比要打折扣。3 Z& ~8 M: X6 D7 x( L5 H. A5 n

! Z2 M) T1 {: _7 B2 [& @, l8 U由于这些问题,搭接翼尽管概念上诱人,在实用上并没有得到广泛拥抱,无侦-7是少见的实际使用搭接翼的例子。; z* S; n. c  s" J2 A/ ]! ?& S

$ m4 {8 B! t% d' N
% X. Q2 q3 ^% E9 L  p; l( @
5 ]" d( N  c0 `DARPA的X-65是用于流体飞控研究的,用射流代替气动控制面,但其两段式后掠的搭接布局也很有意思- ?8 v) ^$ k  J+ M" E
6 s/ ~9 Y2 J7 q9 r5 C; z: o
然而,像美国X-65研究机那样,外翼段改用小后掠甚至平直翼,升力中心移动问题就小得多。小后掠翼甚至平直翼对加大翼展的限制也很小,非常有利于提高升阻比和长航时飞行。
7 u% \: d+ W; t' G3 I3 u7 H3 {8 r  _$ z1 X$ H- ]2 ?
大翼展不仅有利于长航时,也有利于提高升限。洛克希德U-2就是先例,实用升限达到21000米,地平线更远,达到520公里,监控面积也增加到85.5万平方公里。
/ @( |" s/ g/ I( G" ?& w) W% b2 i* M
' R# d' f+ }1 ?( K4 s

% o4 d# b' @8 T$ A# Q2 OU-2的升限达到21000米- C0 i3 y: ?6 T( y) t- E

; r; g3 L) a  W- G两段后掠的搭接翼用于改造无侦-7的话,翼展增加50%甚至更多都没压力,而且不会引起升力中心移动和飞控问题。/ m* C- [7 E3 V% x
5 r6 c' y) \4 V9 D% ?" `; K
增加翼展增加一点阻力和重量,但在大大增加升阻比的同时,保持抑制气动弹性扭转的优越性,结构刚度的先天优势也降低机翼设计和制造难度,还是得大于失的。如果像U-2一样把巡航高度提高到21000米以上,覆盖范围和有用性进一步增加。% H; v7 R1 _1 b
6 z3 Q5 K$ L. F! a* F1 V! |. y
如果翼展大到影响机场运作,还可以考虑折叠翼,外翼段在起飞前和着陆后向内折起,减少地面运作中的占地。搭接点是天然的折叠点。
' V( J5 Q/ T5 z: S# D4 u  c, Z' |8 d) \/ N# y
涡扇13(尤其是非加力型)比涡喷13省油,但还是有推力过度的问题。涡扇13的军用推力达到56.75kN,接近涡喷13的加力推力(63.7kN)。相比之下,RQ-4的F137涡扇(来自罗尔斯-罗伊斯AE3007)只有34kN。& V/ A) F3 O6 E  w" p

7 O) n9 O4 K* O+ G无侦-7的空中和起飞重量缺乏数据,但从机长和翼展推断,应该低于RQ-4,RQ-4三倍之多的航程和留空时间一部分来自增加的载油量,一部分来自发动机低油耗。: |/ [1 Z4 F( b" g
) T: w4 g5 i& k' V1 c) d8 e
中国航发正在自由王国的门槛,更先进但小推力的涡扇发动机只是研发重点问题。涡扇13还是基于苏联RD33的基本技术,而RD33在苏联时代都不是技术水平最高的,AL31的技术水平更高。涡扇19的技术水平还要高,据传为歼-35的动力,但中推的推力接近AL31,推力太大了。
: A+ r( E) W- w7 @5 M! R" V9 U& Z: i
中国需要小推力涡扇,这是无人机大发展的需要。高空长航时无人机的速度要求低,气动布局灵活,甚至可以考虑用涡轴发动机的原理,在低压涡轮后增加一级自由涡轮驱动的风扇。- a( b% Z9 C7 U

0 r0 i: Y+ J1 l3 t- r, B自由涡轮说穿了就是风车。低压涡轮排气的能量不直接用于产生推力,而是主要用于吹动自由涡轮,自由涡轮带动风扇叶片,产生主要推力,进一步减速降温后的喷气产生其余推力。自由涡轮也可以两级反转,进一步提高推力效率和增加推力。
" j& C) g/ K3 K7 g
6 K; b  Q  Y9 b( E) q! }4 |这其实就是桨扇的一种构型,推进效率接近涡桨,速度接近涡扇。噪声较大的问题则由于推力级较低和飞行高度很高而缓解,但比常规涡扇还要省油很多,机械复杂性方面则因为取消了涡桨所需的减速齿轮箱而大大简化。2 u$ _' }' U' b1 d9 Q" l

7 p2 a4 k2 O# w* w! x% X5 |用于无侦-7改装的话,尾置发动机对后机身的限制较小,也容易避开双垂尾。很高的升阻比意味着起飞、着陆姿态较平,较高的发动机位置也减少起飞、着陆中桨叶触地的问题。0 O# `- ~2 i, |7 U  s

; w# H6 S* ~% |但无侦-7的航程和留空时间达到“全球鹰”水平的话,有用性提高不言而喻。实用升限进一步提高到U-2水平的话,就更上一层楼了。

评分

参与人数 3爱元 +28 收起 理由
landlord + 12 涨姿势
蓦然回首 + 10
住在乡下 + 6 涨姿势

查看全部评分

本帖被以下淘专辑推荐:

手机版|小黑屋|Archiver|网站错误报告|爱吱声   

GMT+8, 2025-7-12 20:22 , Processed in 0.036854 second(s), 23 queries , Gzip On.

Powered by Discuz! X3.2

© 2001-2013 Comsenz Inc.

快速回复 返回顶部 返回列表