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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
0 y+ W9 K3 n5 W5 f9 \' M  F& y% {
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。: e% G% m* H# t$ g( t
& q* `( E' C# D0 s- \6 A# z. n. r

- l/ F  R; G/ u& QXQ-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) Z3 n$ Q* l; M+ K5 Q$ g  M' L

3 e! ^9 q" d! [5 C9 d& R
1 ~# X/ R; ?( ^! m) O7 y2 X+ J7 Y1 ~$ RThanatos的设计有特色,最大特色是无垂尾和边条上进气口/ H1 a( N) U7 i" K
! }! R" Z1 \, a  G2 \; T4 j: r
1 x: L' a3 J4 \
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
! w9 C( c: k  b+ e
6 m3 }, K, h9 J$ @' L- Z" u1 N6 L( kThanatos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。/ ^3 S1 A' Z& M" I+ C
8 v3 t! M/ ~$ ]: f
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 J4 ]2 z0 n8 J9 f4 I+ D/ Y
7 |0 [3 i9 e1 Z3 ~. S: V- `  ]4 V+ VThanatos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。/ C3 l9 a, ?7 h" i4 q, u
; w4 w; ?" `. H$ ?6 V
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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- L8 I( D! l) x/ V: [
Tacit Blue隐身研究机9 w* v% R7 z$ ~" G. S
3 e7 U0 p9 Z1 `
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。0 F, P" a8 m" l- f# c

; p$ n! L% r( J; i; }' @B-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。6 R) l; |) I  ?" w5 w8 j6 u* k$ ^
' R0 X$ |* u/ y! [6 ^
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。
4 @2 u$ ]( ^% C) W0 m: q0 I. f& |" E0 X5 `
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。. m4 \8 }, x* o6 s" I2 f

0 e3 n3 z: `4 N) Y1 Y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。/ Q$ Q! M  k1 M& H1 a5 S6 I# R8 S  |% P
0 l  b  N' k# e3 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。$ ]5 P. F  }7 V
* o- r3 W% j6 S1 ?6 c: ]
% `1 d9 c4 k) K/ w8 {' ]8 I% Z: O
B-2采用裂板式副翼提供差动阻力,控制偏航
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9 ~) S# Q' }! m# `! X/ I" C5 HX-47B用上表面扰流片和单片式副翼提供差动阻力/ Q& {$ o0 ^5 `0 _

+ K# k6 y! I3 x9 n8 P" `+ EThanatos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。! P$ s5 |0 F( ^0 I) I* [/ j% j

' d4 m) s; T% ]% `: Q & u! ?4 c9 a( H' l6 _" f4 r4 {& J9 [
X-47B的尾喷口内有“内置垂尾”,用喷流速度补偿面积的不足
! x) a+ i: C$ p2 g/ A' i3 u+ `+ s0 F

0 t8 f' L, v" p这是模型,但“内置垂尾”的细节更容易看清楚6 n; V2 G, Z; W6 K, c; N
; D( u, D  e% n8 P
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。+ i/ j* f: ?1 O0 E9 {/ i1 u

* f1 b, Y7 b$ f& A0 I& G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。" A9 e( t2 |5 y8 l5 h# _1 o
. c" ?$ X+ D6 ~0 }( y7 _! [' Y
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。
7 q' G; p- x* a" C$ g' ?" u% B. ]- {3 L- |# L0 C
( h) ]' A0 g. E2 r
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/ c6 l9 u/ Z& F- ]9 D+ q, O# K) E* a

# O/ T2 X6 Q. r! y2 H4 V1 f( f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。
" F8 k: _( t7 M1 C$ ]2 d, u1 w/ k( x( h1 D# q! `' c0 u/ h
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。  E/ d& V3 x& g. I- F

$ ^; |9 }* |/ a0 M' J/ K, \7 m- E, K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! S6 D* s/ J! o- f2 u3 F' F1 b- J7 I- S7 M
Thanatos能“正常倒飞”吗?不知道,但这一可能性已经存在了。
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3 ~( a$ }6 r. H) E: w  ~& I越看Thanatos,越觉得这是一个很有意思的设计。

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  • TA的每日心情

    2025-8-7 11:56
  • 签到天数: 1132 天

    [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" M9 z. d4 A8 s8 p7 V6 A3 ^+ l$ D5 ]
    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 ...

    * `' E" H9 h- ]+ m! O: k4 V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
    9 ^' E) d' x% V% j; }6 O( r7 T2 Y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。 ...

    : P( v0 C2 N' u: Q$ u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
    5 小时前
  • 签到天数: 3548 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 23:44. s) I: V7 b3 U: @/ l7 E- `4 ~
    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 ...

    2 @! F9 D% \$ y4 L0 \"供油不会是大问题。"" W* |" R5 N  S1 l
    / u0 i/ h7 P: X; V
    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
    , M# ^( q% k! V- d: ^5 H. l8 s2 X"供油不会是大问题。", d3 F0 `; y+ W5 O

    1 V' w; p* N# M. M% B反正都是用油泵,  不是靠重力

    8 z3 W6 C- d) y% w: y0 \7 r% F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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  • TA的每日心情
    开心
    2016-2-18 04:19
  • 签到天数: 1 天

    [LV.1]炼气

    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
    ; |! t  q, O. |2 l) E( ]& l: M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。 ...
    ' q9 O9 c3 X; P
    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 23:056 W* ?4 Y1 a. c0 e* O3 b
    进油软管口加个配重?

    2 e0 q7 b" L  |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/ H! x5 K6 N* R0 e1 b5 v. s* P! U3 y
    那机动飞行的时候不猛晃荡啊

    4 w3 w& ]: s' k- t" s0 z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
      o2 Y( m+ ~2 u( d7 G3 K4 \1 A5 c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 ...

    8 [  Y4 R5 Z" Z( h6 m& [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。
    1 C5 E. w. d& J3 V  _另外还有滑油系统的倒飞设计。  I6 y9 z  y6 @2 n9 V/ f. |
    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
      I, G1 y3 U! e* C; @/ g0 N* i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 ...
    6 `, C( q, h+ w* o0 |$ H( r
    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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