爱吱声

标题: 隐身超音速无人机Thanatos [打印本页]
作者: 晨枫    时间: 2024-12-22 00:44
标题: 隐身超音速无人机Thanatos
本帖最后由 晨枫 于 2024-12-21 11:17 编辑 & Z0 X# h* ?5 `; x

* U! r6 f  ^& O) d. a) mKratos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。* b7 V- C: r9 B% x
2 b7 u7 C. L' h) ]6 }/ D) Z

* a# T7 d) P6 x2 Y0 ?. uXQ-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
& }  A& H7 i& J1 p1 H$ K) K
- _# a/ a% _1 n$ S$ C
' D) D# ~- _2 M2 h4 M* BThanatos的设计有特色，最大特色是无垂尾和边条上进气口
+ T/ O( Q5 I  O0 y4 p& `% S% |3 {
) }, H; _1 m9 p( a1 F# { . ?  n' R! d/ D, d- n* j
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" y  B! [  `8 q: s9 p. o& [
. i& W' s! y; S. J# U
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。
* `6 _0 v, b7 w, z3 o7 o4 a7 U; t3 v3 t+ l
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。1 s/ q$ ]2 l/ z/ Y* Y2 N5 A
8 B; O; r! S8 C* ]: H0 J
Thanatos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。# ^, D8 U/ r. Z

8 F" ^6 d9 C! A# j8 T. G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。
; L! e- j3 Q" d+ `
& ^% z" H1 f, P. c
) ], H  v6 @/ h  ATacit Blue隐身研究机- j. ^: R- F( w! {" L
; r0 U3 S/ w* a  j
Tacit 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。9 l% E) k1 R: n

2 Y2 }5 M& L/ ~+ T, VB-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。
8 D' Q% q- S6 t1 [& B' P
9 h; P3 y% d& |: T$ j8 L9 A5 C  tTacit 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。- ~# Q- p! `- }  X% r( M! C

" D9 t5 P3 g% r, z7 |% f7 PThanatos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。; w5 k; c% d7 W) G# o
# U* S% }8 l- S' |' a5 R/ O4 s
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。# D' y& f( X+ V2 c1 R7 @

  h" ^7 D2 O  u5 R. E: }0 z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 t0 a2 |: L& v1 R3 b6 u. C! A

5 ]5 }: }1 D+ z/ e- i3 ~" N# a 1 ?- h# C2 T, W9 s* P) x
B-2采用裂板式副翼提供差动阻力，控制偏航
- i2 M" `1 D) ?* K0 P! M
# }) c3 x- m- L2 h7 }8 D# Y& X2 t , ~( l* ?8 ?& |" k, Z" q9 c
X-47B用上表面扰流片和单片式副翼提供差动阻力
' ~4 y" _8 ?/ X7 m
# J" I6 f2 m4 }5 q3 Y! D' sThanatos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 G- g. D. o# x* g% }$ _4 D; X" a
6 W6 W$ ]. Z$ c, m9 J
X-47B的尾喷口内有“内置垂尾”，用喷流速度补偿面积的不足. Q4 z* X2 p' w8 N3 y  h% g

) ]9 [! a' C+ U  B   }' l* D+ o: p" f
这是模型，但“内置垂尾”的细节更容易看清楚
4 B6 J! M  G3 k2 q+ Q' j5 @1 q7 h6 i' U' ]# L2 a6 J& _
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。
. q1 H- ^; \! k# w; }2 d: c0 G7 ~5 D( ?
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。2 _6 @+ D+ y9 r# v7 v  f0 K2 J

: M: C9 f( o; L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。
: v0 A$ @& j5 r. k* U
1 X# [& `9 h  A! ? - N2 `. V6 F+ @4 \
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9 \+ P: U& I1 x& J$ ~
: Q9 s! L# O; x( H+ g, v, G/ i7 S4 C
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。2 E8 L6 ^& ?4 l) l- J+ V, L
( f1 I, b7 t" o# 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。
& i5 c7 n% M& {: _# z* c; e$ S+ F: d- |- ]# X0 U1 g9 r3 ^
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。
, O$ u# t% D# G$ E/ _' Q3 X7 P5 _$ c- x
Thanatos能“正常倒飞”吗？不知道，但这一可能性已经存在了。
8 i, }3 j8 G7 X; s; Q  s. Q: b* w
* @, M4 J" b5 {) ~) g越看Thanatos，越觉得这是一个很有意思的设计。
作者: 大黑蚊子    时间: 2024-12-22 21:57
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
作者: 晨枫    时间: 2024-12-23 00:23
大黑蚊子 发表于 2024-12-22 07:57
- |! I8 }5 R8 M8 {. N2 a/ M9 r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 ...
1 {$ ^* ]7 a( t) f1 f/ Y
应该差异不太大。全向隐身嘛，上下也包括在内。
作者: 小木    时间: 2024-12-23 22:00
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。
作者: 晨枫    时间: 2024-12-23 23:44
小木 发表于 2024-12-23 08:00( K) s) v4 p- w$ W9 O- b1 C
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。 ...

8 ~( A6 `, m# i1 V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。
作者: mezhan    时间: 2024-12-24 02:22
晨枫 发表于 2024-12-23 23:44
0 @$ U3 V" E0 u9 s* }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 ...
( B' C4 Q/ f# \$ `. G/ F5 y
"供油不会是大问题。"* @. R/ @/ L  O% F. P- N

5 M  Y# O1 M( c5 ~; `反正都是用油泵,  不是靠重力
作者: 晨枫    时间: 2024-12-24 02:42
mezhan 发表于 2024-12-23 12:22
/ ]7 \1 ]4 V+ y5 X  C"供油不会是大问题。"
9 L2 |9 \3 f2 f. ^- p+ ^. N; q# V9 c$ @# W
反正都是用油泵,  不是靠重力

' M. S# r! W9 N# I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。
作者: 隧道    时间: 2024-12-24 13:05
小木 发表于 2024-12-23 22:00, K5 {) }, I2 i3 P0 a
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。 ...
; K* w+ ]& A* N8 c, C
进油软管口加个配重？
作者: 晨枫    时间: 2024-12-24 14:21
隧道 发表于 2024-12-23 23:05" b4 x+ ]3 ?* n8 D
进油软管口加个配重？
( M/ |7 @+ L; g( K; ~) \
那机动飞行的时候不猛晃荡啊
作者: 隧道    时间: 2024-12-24 14:41
晨枫 发表于 2024-12-24 14:21
+ c. g; Z7 J; c那机动飞行的时候不猛晃荡啊

/ t, ]. k- I- g% E, z  E5 D那就上下各一个进油口。。
作者: 小木    时间: 2024-12-24 21:18
晨枫 发表于 2024-12-23 09:441 R  j: Z$ n6 P6 ^1 x% r6 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 ...
5 o: s; V( H! X, f! F$ L  p
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。
' r! \/ L8 x( u; I" D$ r7 d另外还有滑油系统的倒飞设计。8 p# z; L0 k4 L" `7 e
要克服肯定都是得加重量的。
作者: 晨枫    时间: 2024-12-25 01:33
小木 发表于 2024-12-24 07:18. v7 M% D- R  m, Z& C. R8 x
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 ...
1 v' \: }1 X) a* k( l, P
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？



欢迎光临 爱吱声 (http://aswetalk.net/bbs/) Powered by Discuz! X3.2