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本帖最后由 晨枫 于 2024-12-21 11:17 编辑
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% |7 k# R/ A% U' x \3 QKratos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。& }: s( s. j) j! g
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XQ-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, k( y+ x* I, i% f4 s5 Q5 |
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Thanatos的设计有特色，最大特色是无垂尾和边条上进气口6 v6 a5 v D' \( ^1 g
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: q* f2 y" u p; a( d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
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Thanatos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。
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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。
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4 }" e& u1 W1 g |3 s* z; @3 iThanatos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。
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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。( H4 b2 O7 O* o3 Y/ d
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F3 E/ V6 U! Q: ]7 Z& A r( eTacit Blue隐身研究机" e3 O' Q5 S+ S8 ?+ O* J* i' ~
6 T0 q n& _( C0 iTacit 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。
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$ w9 h6 u% \0 Z7 L% H$ uB-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。
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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。+ \2 E: L0 t- ~7 P/ z/ B2 j' p
; e. y# s5 L) P% q8 c# jThanatos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。, v2 L, V# S* L, I6 C
& E# d+ `! Q0 c# M; O+ H' Z: p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。 l6 t P4 W! A
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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。' S7 _* L3 |4 i- Q
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( c' j7 |6 G- pB-2采用裂板式副翼提供差动阻力，控制偏航: F9 a9 ~+ W: J
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3 T4 T9 |$ p# D; l8 V' x* _2 y6 dX-47B用上表面扰流片和单片式副翼提供差动阻力
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; O0 c- y0 s. q* b _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。- \# A5 |* N: x* a0 l( J
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; E( z9 ~% ?# a6 g7 ]" }/ X5 \X-47B的尾喷口内有“内置垂尾”，用喷流速度补偿面积的不足: R. [, ^/ ~! O1 ~) m$ b
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2 Y& r5 [/ a( p这是模型，但“内置垂尾”的细节更容易看清楚
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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。$ A- R5 {7 ~# H) W, N4 q4 |% Z
N- k+ W4 a: l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。
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' |# ]% _5 T" d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。9 p D* I1 b9 p- H
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. K9 o9 a& W' \8 [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6 O* I0 i) y8 Z+ r( ^
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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。* a9 U( \4 u0 B, W8 c' p
$ H/ c* ]' i2 ?- y4 w6 CThanatos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。. j) S" x# w; P' p" o6 W
$ Y3 ]0 z* D' C) F7 @- T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。9 b: w" L. D- ~, [8 f' n# ]. }
5 P9 N. q# C# G) FThanatos能“正常倒飞”吗？不知道，但这一可能性已经存在了。+ c; c. w* `2 q; k
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越看Thanatos，越觉得这是一个很有意思的设计。 |
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发表于 2024-12-22 21:57:47
