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[武器展望] 隐身超音速无人机Thanatos

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 楼主| 发表于 2024-12-22 00:44:02 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
本帖最后由 晨枫 于 2024-12-21 11:17 编辑
! S' f- b( g+ ?' r) F6 B$ n  l, G
Kratos是最先被美国空军选中,作为忠诚僚机进入技术验证的,XQ-58已经飞了一段时间了。诡异的是,在正式竞标的时候,General Atomics Gambit和Anduril Fury入选最终竞标,Kratos出列。现在知道,Kratos在憋劲,准备参加下一阶段的忠诚僚机竞标,设计方案就是Thanatos,已经首飞了。
0 o) o. e9 q, O" i0 l; u, I9 p$ S& C; q! y& J+ E

7 n0 I! I; W/ u; pXQ-58已经和F-16、F-35、F-22等飞机演练忠诚僚机有一段时间了# T9 P+ p6 ^: U; o
5 ~1 l4 `$ y5 R* Q

- I, F+ C- ~$ G/ G0 {5 T( hThanatos的设计有特色,最大特色是无垂尾和边条上进气口* u% L) p7 T8 b% s& i* N

9 Z# Y+ ~2 Q" L$ T1 F
6 R, x/ U2 X! P$ i0 G; v  e) N( E这是更加符合翼身融合体的构型,但有相当明确的中央机体和翼身分界4 V5 w2 f6 ^& D! t3 h* W

7 X5 u; v0 G6 d# @" |5 ?# c7 FThanatos的设计有特色,最大特色是无垂尾和上表面进气口。这也更加符合翼身融合体的构型,但有相当明确的中央机体和翼身分界。0 T" l( g/ M, L) j0 Q
4 q5 g( v% D, U. H7 O: L9 N: d
还不清楚Thanatos的技术参数和飞行性能,看样子可能超音速,估计和典型战斗机对标。XQ-58、Gambit和Fury都是亚音速的,实际上当不了忠诚僚机,只能当忠诚哨机。& \  B3 @6 G8 _2 j

* P3 L; q4 S+ |4 H/ C; y+ q+ bThanatos这样的机翼平面用于亚音速巡航有点不给力。这也是高度重视隐身的设计,机翼前后缘的后掠角对齐。已经很久没有看到人字翼以外这样“原教旨主义”的边缘对齐机翼了。" L4 @4 i8 w# b# P1 A, G8 C4 e2 c

( n( q4 y# M( p* C边条一直延展到机头,很有点像诺斯罗普Tacit Blue的机头后掠化了。事实上,Thanatos在整体上就很有点Tacit Blue再世的感觉,当然超音速化了,无垂尾化了。' K8 F  {) N) r
# S: \6 a1 @2 E- F

# s( P# j; J+ |- f+ N: jTacit Blue隐身研究机
* T9 Z" b& c( f0 Y: z0 {# b
0 v6 k, S: r- H9 d" j7 b' C* ETacit Blue是第一代隐身设计中是最原教旨主义的,比最后导致F-117的Have Blue更加隐身。多少年来,Have Blue和F-117解密得差不多了,但Tacit Blue一直没有爽快解密。Tacit Blue这个隐身基本设计最后导致B-2。
& N: J3 f% Q3 _* b8 V& f& \
$ G1 h: s5 {$ o' ]& _. RB-2是无尾飞翼,气动构型与Tacit Blue完全不一样,但“驼背锐边”的设计都是出于同样的“电磁能量沿圆浑上表面爬行后在尖锐边缘流失”的思路。据说这是诺斯罗普首席电磁物理学家Fred Oshira在苦思冥想不得其解时,陪孩子在迪斯尼玩,手里捏着橡皮泥,看到spinning cup而灵机一动想到的。Tacit Blue 好似“坐在平板上”的基本设计就是这样来的。
* e  D) S) W7 f& V# Q1 e, O. x6 |6 ^9 h) E' b
Tacit Blue还采用“跌入式”进气口,既降低阻力,又增加隐身。现在波音MQ-25“黄貂鱼”上的进气口出自同门。
% D7 t. C/ F( A/ X/ p" U
) m% q" p  h/ a1 r3 l  x9 z$ L  ]Thanatos的进气口不是“跌入式”,而是在机身两侧边条的上方。进气道是复合S形,在水平方向上向中线弯曲,在垂直方向上向下然后向上,有效地掩盖了发动机正面。( L; T* H7 Q9 U' F  \

- i, T3 F+ w( c* O- B1 T9 h& _有意思的是,两侧进气口和进气道当然是翼身融合体的一部分,但Thanatos的翼身融合体很特别,两侧进气道和中间机体有明显的“分界沟”,中央机体是规整的扁柱体。
1 _. L& N8 y4 x$ c1 E) }' N' B' F7 U9 B" s- m( t8 L
直通通的柱体有利于结构强度,也便于制造,但这里可能更大的作用是帮助方向安定性。无尾飞翼很大的问题是不易保持方向安定性。圆浑上表面的气流不总是规则地从前向后流动,在各种气动干扰下,会发生横向流动,导致各种偏航影响。B-2采用上下裂板式副翼,用差动阻力控制偏航。这带来额外阻力,也削弱隐身。近20年后,X-47依然采用差动阻力,只是不再采用复杂的上下裂板式副翼,而是上表面扰流片和单片式副翼合作控制偏航,阻力和隐身问题依在。3 c7 r6 F/ g+ F: Z

9 g! H, v* p  R! p4 W# s: O
6 S( O, N' Q* _- xB-2采用裂板式副翼提供差动阻力,控制偏航
( z5 Q$ c% n1 J! B6 G/ B9 k0 `9 |$ \9 z: D4 {
+ `# M8 Z0 H+ a5 H0 W
X-47B用上表面扰流片和单片式副翼提供差动阻力0 ?. e' n) T3 N+ t9 T3 G& r0 |+ W
3 f8 V0 x/ m+ c! v, o" ^. V7 x
Thanatos或许依然有一定的差动阻力控制,但同时用中央机体和两侧进气道之间的深沟等效于垂尾的作用。常规垂尾用暴露的面积提供方向安定性的力矩,要求在重心后的侧向投影面积大于重心前。Thanatos的“双沟”两侧的投影面积似乎还做不到,但依然提供有用的“隧道”效应,并降低偏航控制的负担。Thanatos的扁平喷口内可能还有类似X-47B的“内置垂尾”,X-47B是单发,喷口内没有分隔板的需要,这是用于补偿垂尾的缺失的。用被动的方式增加方向安定性,比纯主动的差动方式更加简单、可靠。“内置垂尾”的代价是推力损失,Thanatos那样的“分界沟”的代价是不平整的上表面,隐身方面有一定的代价。2 t1 ~% x0 T; L0 \* L* H* ]# b
5 ?& I+ t4 @# B( y0 n

! z7 c# \  W8 s/ kX-47B的尾喷口内有“内置垂尾”,用喷流速度补偿面积的不足# C0 |1 N7 X! i$ z+ z5 _
& k) r3 R7 U) W$ o

% l' K. A! y) y# V" k这是模型,但“内置垂尾”的细节更容易看清楚
* f" M8 f: M" m7 M: r+ X( [3 M9 h2 Y5 o& Y! g7 q# K" M
进气口前的上表面切出一个缺口,缺口引向进气口。缺口前的边条后掠角不仅有隐身考虑,更是对激波的形成有考虑,需要对进气形成预压缩,帮助进气道的总压恢复。进气口上唇的后掠角也是一样,还需要与激波的角度贴合,既要减少从进气口唇口向外侧的漏气,又要避免激波扫到进气道内壁。应该也有某种DSI的考虑,以便分离进气气流的附面层,但现有图像里细节看不清楚。5 `# T4 b; {+ y( _1 ]
* U7 Y6 V* Q6 g1 s$ j% y* p2 Q
上表面进气口有助于隐身,尤其是Thanatos的任务以对地攻击为主。但上表面进气口不利于机动性,一拉起就容易进气口“断气”。这是所有上表面进气的通病,不是Thanatos特有的。) r8 G' D8 q/ u! j8 b

) N9 A# ?6 H) b: L- R* u& m" U但上表面进气不光有利于隐身,还有利于留出完整的机腹,这对机腹弹舱很重要。从3D图容易看到,Thanatos的弹舱延伸到进气口之前,三点式起落架的布置也很紧凑、自然,这与上表面进气口让出机腹空间不无关系。当年北美F-107的设计也采用背部进气口,正是出于类似的考虑。- N8 t# e+ k6 N+ j# J
5 |( a$ k0 j4 S1 T3 y
; j1 @% \; h3 O1 O
当年的北美F-107也采用背部进气口,与隐身无关,就是为了让出地方,有利于安排完整的机腹弹舱
: i7 U* J% X$ W- N. w6 M1 ~/ H) z, l
0 |5 ?( q" r2 w/ n但机动性问题也不能不考虑,F-107下马的部分原因就在于机动性太糟糕,而且飞行员弹射太危险。
& {; {+ ]- i$ W, q2 U  Z6 F. P- K9 c
Thanatos倒是没有飞行员弹射的问题,也索性没有垂尾。这提供了一个全新的可能性:在正常飞行的时候,进气口在上表面;在高机动飞行的时候,来一个鹞子翻身,进气口就成了下表面了,这样大迎角拉起就不再有进气气流畸变问题。无垂尾使得“正飞”、倒飞没有差别,非对称翼型的倒飞问题可以用迎角来补偿。0 N  x2 j: o! S! R. B, _3 [

: _: F, Q! N9 T6 f! h, q当然,问题会有很多。飞控律在正飞、倒飞时完全不同,机腹弹舱在倒飞时武器投放是大问题,但这些都不是不可解决的。关键是无尾飞机容许倒飞也成为正常飞行状态之一,尤其是无人机没有飞行员倒飞时的生理限制,这一全新的可能性不容忽视。4 p' P  @' z  A, x  w8 ^9 _
$ z( w( J% @1 v9 F& G
Thanatos能“正常倒飞”吗?不知道,但这一可能性已经存在了。* H: U0 ]/ o9 ?
0 m( [7 p& F" o9 V3 E3 k, o
越看Thanatos,越觉得这是一个很有意思的设计。

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    2026-3-17 22:01
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    [LV.10]大乘

    沙发
    发表于 2024-12-22 21:57:47 | 只看该作者
    有个问题,倒着飞的时候,这货的隐身性能应该跟正着飞的时候有差距吧,那还算隐身忠诚僚机么
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    该用户从未签到

    板凳
     楼主| 发表于 2024-12-23 00:23:17 | 只看该作者
    大黑蚊子 发表于 2024-12-22 07:57
    ' Y  [* x4 t: I有个问题,倒着飞的时候,这货的隐身性能应该跟正着飞的时候有差距吧,那还算隐身忠诚僚机么 ...
    0 r0 G& p6 I4 U( \$ a
    应该差异不太大。全向隐身嘛,上下也包括在内。
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    该用户从未签到

    地板
    发表于 2024-12-23 22:00:35 | 只看该作者
    任意反正的主要问题就是供油设计上需要多一些考虑和重量吧,感觉相比带来的好处,代价很小。
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    该用户从未签到

    5#
     楼主| 发表于 2024-12-23 23:44:53 | 只看该作者
    小木 发表于 2024-12-23 08:00
    4 w( a3 T. X, r9 c4 d% z任意反正的主要问题就是供油设计上需要多一些考虑和重量吧,感觉相比带来的好处,代价很小。 ...

    4 d+ Y8 F7 z; u& l你说的对,供油要重新考虑。不过现在战斗机、教练机也能倒飞,只是一般时间不长,否则飞行员受不了。估计供油不会是大问题。
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  • TA的每日心情
    慵懒
    19 小时前
  • 签到天数: 3787 天

    [LV.Master]无

    6#
    发表于 2024-12-24 02:22:29 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2024-12-23 23:448 w$ l( o% r3 O3 _6 I. e
    你说的对,供油要重新考虑。不过现在战斗机、教练机也能倒飞,只是一般时间不长,否则飞行员受不了。估计 ...
    : A+ C: F: e, Y+ q% L) z- J! F
    "供油不会是大问题。"; m, D1 x+ f) b8 G' s

    8 ?8 P! ~  o* l: I反正都是用油泵,  不是靠重力
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    该用户从未签到

    7#
     楼主| 发表于 2024-12-24 02:42:45 | 只看该作者
    mezhan 发表于 2024-12-23 12:22
    % [$ L( w$ V6 R3 R3 ]& [5 B"供油不会是大问题。"
    & Y* f: j/ ^# |, S
    ' s) ]" m- k; W4 K+ i, k+ T# `反正都是用油泵,  不是靠重力

    8 G' r" {! {3 X/ o2 s什么泵都有NPSH啊,没有足够的压头,泵没法好好工作哦。要么惰性气体加压的压力大于重力(这个要求有点高),要么有多个取油口,但要有阀门保证露空的取油口不会有惰性气体进入油管和油泵,也挺啰嗦的。
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    开心
    2016-2-18 04:19
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    8#
    发表于 2024-12-24 13:05:09 | 只看该作者
    小木 发表于 2024-12-23 22:00" J- {) M0 c8 }7 r
    任意反正的主要问题就是供油设计上需要多一些考虑和重量吧,感觉相比带来的好处,代价很小。 ...

    # q" w9 Y5 Q  S" B+ ?进油软管口加个配重?
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    该用户从未签到

    9#
     楼主| 发表于 2024-12-24 14:21:46 | 只看该作者
    隧道 发表于 2024-12-23 23:05
    . N; s' ^  `* @2 D: S: `- o9 j% ~% I) t进油软管口加个配重?

    ) r% h9 ~; A, v5 {* S) h那机动飞行的时候不猛晃荡啊
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  • TA的每日心情
    开心
    2016-2-18 04:19
  • 签到天数: 1 天

    [LV.1]炼气

    10#
    发表于 2024-12-24 14:41:45 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2024-12-24 14:21
    ' y- E$ S8 i6 C- B1 I那机动飞行的时候不猛晃荡啊

    1 S; T7 D& w5 g/ @; u5 E那就上下各一个进油口。。
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    该用户从未签到

    11#
    发表于 2024-12-24 21:18:30 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2024-12-23 09:44
    8 ^  K, T& U+ T: _. f1 d9 `; o你说的对,供油要重新考虑。不过现在战斗机、教练机也能倒飞,只是一般时间不长,否则飞行员受不了。估计 ...
    ; N: G- l" h/ K" Z$ u0 ~
    现代设计里不还是都有专门的容量非常有限的倒飞油箱吗。当然这个的尺寸限制应该和飞行员的承受能力相辅相成。! f9 M9 E1 i3 C' z4 D5 D+ }/ o
    另外还有滑油系统的倒飞设计。
    3 c2 C( ?) q# {" s* ?8 Q要克服肯定都是得加重量的。
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    该用户从未签到

    12#
     楼主| 发表于 2024-12-25 01:33:53 | 只看该作者
    小木 发表于 2024-12-24 07:18
    $ q3 Q7 V) M% k& }, v$ G现代设计里不还是都有专门的容量非常有限的倒飞油箱吗。当然这个的尺寸限制应该和飞行员的承受能力相辅相 ...

    * A) V6 c$ i9 w7 u1 D是的,没准把倒飞油箱大大扩大,再增加油箱之间的转移机制,就可以解决问题?
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