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本帖最后由 晨枫 于 2024-12-21 11:17 编辑
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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。6 [9 z7 w* p+ q6 K% b
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! e6 K5 s# F% W( _: w+ L( [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* @5 V2 D" s3 m6 m6 v' G
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0 ?0 g+ N8 [% k' |Thanatos的设计有特色,最大特色是无垂尾和边条上进气口6 G3 i! j6 {& r6 S
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# Z) v$ X x4 I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. ]: ^- J8 b. m& K3 C; s
& x% b: P3 X' K) j5 w# \4 @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。: N; I. r# W" N6 N# M0 p
1 R! X, W7 Z5 I0 s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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7 w/ m. v3 G+ d+ _1 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。
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* h" S& D) G1 q' g4 t$ X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。
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Tacit Blue隐身研究机/ R% G2 L9 K6 G( J1 {" Z: T% ~8 g
' k$ } q7 |( i9 v% j# |8 O3 RTacit 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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/ M) _" l9 x V+ c- b5 }! jB-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。3 I5 V3 M X3 e
# j1 R1 b2 n W# [+ DTacit 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。0 \" u+ I$ k, q. A
1 ^% |# v3 _$ U( C( Y8 V9 W( OThanatos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。, U/ e; h3 l6 b% ~
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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。
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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。
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+ @# r% U2 Y' R& f4 u# B7 _B-2采用裂板式副翼提供差动阻力,控制偏航) z* C" S, ~7 p
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X-47B用上表面扰流片和单片式副翼提供差动阻力- [3 L' ^2 k: v u, E S
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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。
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X-47B的尾喷口内有“内置垂尾”,用喷流速度补偿面积的不足
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! _" W% }; I8 G' s2 }8 z- Y6 ?这是模型,但“内置垂尾”的细节更容易看清楚 X& U. \ X9 P1 z" Y, V$ G5 }" f" N
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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。$ B* k( G( ~9 |$ Q3 y" T5 |
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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。5 S3 D, ?) T% f" @& u
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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。
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4 J D# J( m3 n% J8 ?6 M( {7 I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3 a0 l4 E0 }4 e- I6 z7 ?
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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。1 o% Z# T, S3 `, ^' `# _" i
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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。
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1 g, G+ s0 _6 V7 V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。
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) E+ i. j9 o: }) L# SThanatos能“正常倒飞”吗?不知道,但这一可能性已经存在了。6 K9 O4 C# r7 d0 l0 t$ Q
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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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