设为首页收藏本站

爱吱声

 找回密码
 注册
搜索
查看: 1880|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。5 _& t3 L1 Y: a6 |. j- _& ]

' O* r0 _' A9 U/ v5 M据报道,近来无侦-7飞到日本海去了。
0 ?6 C  \2 ?; D' T8 s; Y6 \0 G4 ~3 l8 O# F& a' H
5 G/ ]: {& F' G

# i# J) ~, |+ ~! [日本空自F-15在日本海拍到的无侦-7
4 o& m8 |! j8 H  M8 q, L5 b) Y. j7 S" c; z1 a6 O1 k- \" }
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。4 }" [) a3 W. D: i

8 X+ E5 I; I1 \, w3 }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。
; R  V  K1 [) o  r
- w) D! z5 D- E8 ]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。. v! ]- r0 e+ |
, l" w. ?- U# G6 `4 y3 [. U% S
' t1 j( [+ {0 N! a
8 h; l) H& r" u6 ^% ^
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”
& j% \  T2 f: w3 R; J3 G! W% F7 h
! y9 R" }+ `% P0 D0 c8 J 3 e7 d$ u( E- Z( `% o9 F8 I

, D  ]' T4 m7 \& [; R9 J; H3 [“全球鹰”当然是美国的RQ-4: u  z- b& i. d* _

* G4 S2 n% N$ m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。$ r3 I8 s7 H, M: o* P8 F
7 _. q  \4 n$ [; [  M6 N% B" A) O3 C/ 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。
2 `1 J6 P: E: U$ P% g" h9 H3 X; o  n2 O
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。: F0 p- f0 E) g8 }
6 x* o3 u' b2 T8 G
超高空有大用。5 v; M' r: X( d2 t

: s* E* o( F7 I7 W; K6 B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。
. `3 b4 O- K3 i% c, {; L2 f9 ^/ g: e# ?8 @. c& y8 [/ C2 e) Q
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。7 R6 H' d) @2 T3 [+ Q

2 S* G- S$ x8 U7 u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。
; a8 \- L4 V; T* m1 [4 F" N6 d/ c; g4 a6 G1 {8 N; C
但无侦-7要好用,还需要大大增加留空时间。; q4 H1 W, E- V' V/ a0 C! m
- e: L$ k! S  ?
RQ-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。. S1 T* \& I  \' ?+ x# D# q. t
% S* R' K# a' `
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。
& F- G3 h  q7 k& n/ G# \
" q. H, M7 x0 f9 w. c5 A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。+ T9 e9 E0 M- u1 O' O
1 W5 s' o" V$ @2 ?1 G$ \
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。
, j; [. p7 X0 ]( G; X  @7 X, U. [
; G0 u. i2 c+ f: g7 L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。( b) G( e( ~: |( l% S: S* V5 |- z- S

  S* k6 \7 a4 y2 A7 w8 V- l" h
" g0 J. Z% a+ v4 M! g0 i: t6 z/ t* f# H7 {
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
) a& M: @/ [/ ]! f* Z4 o
1 v  _* v: v7 m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。( d( |- ?5 Y) {: z- ~- B

/ X% x/ P% H1 L- O6 G8 ]+ O) B , f. p( i& y- I6 g0 T# o+ d
; E' _5 g4 P2 X; }9 ^  J
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
) I0 y4 k% l) x2 ?) H0 P
- _3 [: B4 t; \0 M2 `3 z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。, K! g' r: m4 V$ L6 W+ w) O
6 N4 a6 \! l8 [9 b
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。
0 x& E$ C; S0 `# E, h; C8 s2 E7 ]: @- R- P& y9 ?3 z9 Q1 Q
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。' o; X* V. w+ z  s) M% S% J* L( a
4 s) U4 g: f- a$ @% X1 q
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。, a# S1 ?' w  W/ O+ c2 ?" s2 g+ C8 x

% D- ?! A# W7 D" \- g/ `, s0 ~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。5 F! s1 g% u# s+ Z

5 p/ |% A) ?: D) V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。! U' p( a4 x% g+ D4 }+ `
3 d; e/ r! l/ l7 e
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。
1 Y8 q! _/ r" [& B0 v# x
' s. c. J* F# Y& c2 X4 [: l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。
+ p6 A% M5 D% z# b/ n* e" B  d! ]3 d- X3 ?( N
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。# k7 @6 p! S) n  I

; B. a3 G! y+ R7 g7 ~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。
% i, Q) @- V5 s
/ g7 k# b( U- W4 ]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。
- _) P, D  d- \# Z: o  m) K  ?" W# b$ K% G5 q$ Z
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。3 A- F$ J1 C6 z4 o* K. }/ N
! e3 N5 c) i! L& f& P5 j: X

9 M  k  u7 v! P2 g5 l+ E% b( J7 F
5 ]. Z% s9 ]) B% U5 c( dDARPA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
5 f* Q3 X8 n$ l$ v* A* o$ C0 P2 u/ W3 h0 [# Q2 L3 m- h
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。
1 M, ~/ S7 B7 ~# q  F1 h% a- t3 w% @4 Z+ L
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。+ u) W, a) L4 Y8 N4 i
9 `; H+ g4 `- j5 v$ `  M% w6 O1 @

, v6 q8 O9 s! A& A" ^
: R1 b- {9 H; N; {$ t- n/ p# A' wU-2的升限达到21000米/ L1 s, o& V% A4 H

% f" T' o8 W; i# H  y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。0 s- `) i4 A0 H0 P; Q

/ A+ s" y) x2 S1 }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。- U* X2 p# U  ^
" ~; F' i% U* H/ n) R: v
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。; r% T, A* n5 n: t! u9 _, M) N

. ]* {7 _+ i! g0 }# F0 H, Z" B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。
+ Z0 k' Y% z2 [9 X( S2 Q- U: b
. \: l; h' f3 @4 x8 ?# b* O7 M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 O  c5 _. `* v, N, G! O2 i  ^% p& h# P! d( {2 A
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。
5 Z  B! B4 g$ k. D: g9 c0 O6 I5 Y# ^+ D/ A$ x( S2 q
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。
; W3 l3 ?- }1 W- P: p0 F$ M% ~/ N1 E7 b4 A% T9 ~( G
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。
) t* R( F, |  K* D( ?! l  m
9 u. `8 _( n! U, H( R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。
6 O; \" _4 Z; Z1 H, n% a; Z) ^- y% _9 [
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。+ u0 g- ~' t& q/ g; Z  t& A

/ V8 r1 D) a% E% p% d; ?$ d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, 2026-2-28 18:45 , Processed in 0.064161 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