飛翼布局性能優(yōu)越
“利劍”無人機是我國順應無人機的隱身化、智能化和精準化發(fā)展趨勢而研制的新型、高性能對地攻擊型無人作戰(zhàn)飛機。它將隱形化與無人化融為一體,被視為戰(zhàn)機行業(yè)精英中的精英,空中作戰(zhàn)利器中的利器。
“利劍”采用具有蝙蝠式外形的無尾飛翼式布局結構,酷似科幻大片中的未來戰(zhàn)機,與美國海軍的X-47B無人機十分相似。無尾飛翼加機背進氣道設計是無 人隱身作戰(zhàn)飛機的標志性設計,這種翼身融合的設計具有阻力小、升力大、機動性強等特點,能夠較好地兼顧隱身、航程、載荷等多方面性能。目前,世界上的主流 隱形無人機,包括美國的X-47B、法國主導的“神經(jīng)元”、英國的“雷神”等,無一例外采取了這種布局。
飛翼式布局沒有垂直尾翼和平尾,不僅可以降低飛機的結構重量,也不會產(chǎn)生垂尾與機身的角散射、鏡面散射,減弱了雷達電波的反射源。在同樣展弦比的情況 下,飛翼式布局的升阻比大約是常規(guī)布局的1.4倍,因此,這種結構巡航升阻比高,航程性能好,可以提高飛機的載荷,保證飛機具備較強的攻擊能力。
“利劍”的進氣道和X-47B、“神經(jīng)元”等無人作戰(zhàn)飛機一樣,采用了背負式上下S形的進氣道,就是進氣道位于機體背部,向下進入機體然后再進入發(fā)動 機。這種背負式進氣道能增加機身容積,提高結構效率。進氣道明顯后掠,是為了提高進氣口的隱身能力,它的原理與加大機翼后掠角減少回波強度的道理是一樣 的。
“利劍”機身上下表面在展向上與機翼表面和緩過渡,融合為一體,整個表面光滑順暢,沒有明顯的界限、鼓包、縫隙等,這種制造工藝水平進一步提高了飛機的隱身性能。
它的機身大量使用各種復合材料和新工藝,機身重量輕,吸收雷達波的頻帶寬,有利于提高其隱身性能。機腹部位裝有合成孔徑雷達,并設有內置武器艙,可以攜帶一枚或數(shù)枚精確制導炸彈執(zhí)行攻擊任務。
機背上方凸起的球狀部位是一塊明顯的灰色區(qū)域,與機身形成了鮮明的對照。這里安裝著衛(wèi)星通信系統(tǒng),機頭下部裝有光學監(jiān)視系統(tǒng)。這些都使“利劍”不僅具有較強的自動跟蹤、偵察能力,而且可以對敵后縱深高價值目標進行定點式精確打擊。
可見,“利劍”的結構特點決定了其主要作戰(zhàn)任務不是偵察監(jiān)視,而是突破敵方嚴密防空體系、打擊敵方縱深高價值目標。這標志著我國正式進入無人機研發(fā)領域的世界頂尖行列,說明我國航空工業(yè)的技術水平又有了新的重大躍升。
隱身能力仍需提高
“利劍”無人機的首飛,標志著中國新一代隱形無人攻擊機已橫空出世,但與國外同類型戰(zhàn)機相比,“利劍”仍有一些不足之處。
隱形無人機的主要散射源集中在翼身結構和尾噴口上,而后者恰恰是“利劍”的弱項。“利劍”后部的發(fā)動機尾噴口是其機體上最突兀的一部分,它沒有采用隱形化的遮蔽處理,而是直接裸露在外。這樣,尾噴口的高溫就會成為敵方紅外探測器的目標。
為什么會是這樣?根本的原因恐怕還是受發(fā)動機的制約。“利劍”的單發(fā)動機是俄制RD-93渦扇發(fā)動機。該發(fā)動機保留了尾部收斂片,加力燃燒室占發(fā)動機 的長度比例較大,會占據(jù)機體過多的空間,增加飛機內部布置的難度,還會使機體過大,從而影響飛機的起降性能。而加力燃料室是用于保證戰(zhàn)斗機超音速沖刺的, 這樣的沖刺會消耗大量燃料,降低飛機的航程,而隱身無人作戰(zhàn)飛機的基本要求之一就是有較大的航程、滯空時間和作戰(zhàn)半徑,其飛行包線非常狹窄,基本上局限在 高亞音速范圍內,所以,不需要使用加力。目前我國還缺少適合隱身無人作戰(zhàn)飛機使用的中等推力渦扇發(fā)動機,如果去掉RD-93的加力燃料室,就會存在一定的 技術風險,這對于一架新機來說是無法接受的。
反觀同行中的翹楚X-47B,就對發(fā)動機尾噴口采用了隱形設計。由于沒有收斂片,尾噴口能與機身渾然一體,降低了紅外輻射。但付出的代價是,X- 47B放棄了發(fā)動機的加力推力功能,只能以亞音速飛行,而且加速能力很一般。不過,為了不被敵方的雷達發(fā)現(xiàn),這些代價被認為是值得的。
“利劍”發(fā)動機外置、對噴氣口這一高熱位置沒有進行重點處理,也從另一個側面說明,我國并未完全掌握隱形無人攻擊機用發(fā)動機的遮蔽式設計技術。一些人 甚至認為,“利劍”目前還不能與歐美無人攻擊機相匹敵。一些專家表示,未來“利劍”的發(fā)動機將是我國正在研制的10噸級新一代中等推力渦扇發(fā)動機。屆時, “利劍”的隱身能力將會有一個大的提高。
當然,造成這一現(xiàn)象還有另一個重要原因,那就是“利劍”無人機沒有后向隱身的迫切需求。“利劍”針對的潛在對手防空縱深很淺,其雷達基本就是一線部 署,“利劍”從大陸飛向目標時,不會有雷達從后面照射過來。因此,“利劍”只要做到較好的正面隱身效果,就可以在作戰(zhàn)中有效隱蔽自己。
我國的國情也決定了中國的無人機需要在隱身與價格上尋找平衡點。無人機的突出優(yōu)點之一就是價格較低,作戰(zhàn)時,在經(jīng)濟上損失得起。如果把無人機設計得過 于精細,所有的技術指標都按照最理想的狀況來設計,勢必會造成成本過高,使無人機的價格優(yōu)勢大打折扣。因此,研制隱身無人機,并不是技術水平越高越好。從 這個角度上說,“利劍”在尾噴口等細節(jié)設計上較為粗糙,也有其合理的成分。
三大用途前景廣闊
“利劍”是我國第一款真正意義上的攻擊無人機,是為我國空軍和海軍航空兵執(zhí)行作戰(zhàn)任務而設計的。其個頭并不大,翼展為14米左右,作戰(zhàn)半徑上千公里, 最大載彈量、最大航程,與X-47B相當。“利劍”可用于執(zhí)行續(xù)航時間長、需在目標區(qū)域逗留多個小時的長距離飛行任務。服役后將能極大擴展我軍的對地打擊 手段,增強我軍的作戰(zhàn)能力。從性能特點看,未來“利劍”的主要用途將體現(xiàn)在以下三大方面:
一是艦載戰(zhàn)機。就是成為航母的艦載攻擊機,擔負起遠程巡邏、警戒和攻擊任務,構成海上防御、攔截、聯(lián)絡通信體系的重要環(huán)節(jié),為航母保駕護航。中國航母 的發(fā)展迫切需要能搭載在航母上的隱身無人攻擊機。一旦航母上有了“利劍”,航母戰(zhàn)斗群就可充分利用自身大范圍機動的優(yōu)長,進一步拓展“利劍”無人機的作戰(zhàn) 半徑,有效發(fā)揮“利劍”隱身突防能力強、戰(zhàn)備等級高、無需顧忌飛行員長時間飛行中的疲勞和傷亡等突出優(yōu)點,提高航母的作戰(zhàn)能力。
上艦后的“利劍”無人機還可與有人戰(zhàn)斗機混編、搭配使用,提高艦載機聯(lián)隊的監(jiān)視、偵察、情報收集和打擊能力。由于體積小、重量輕、價格低,在同一艘航 空母艦上可以搭載很多架“利劍”戰(zhàn)斗機,從而大幅度提升戰(zhàn)機的出動數(shù)量和規(guī)模,還可以避免有人飛機被擊落而遭受的較大損失。
當然,“利劍”無人機也存在著機動性、尤其是回旋速度受到限制,在復雜戰(zhàn)場環(huán)境下判斷、決策和應變能力比不上經(jīng)驗豐富的駕駛員等先天不足。所以,把“利劍”和有人機的優(yōu)勢結合到一起,讓二者充分發(fā)揮自己的特長,是中國航母的期盼。
我們知道,在移動的航母上降落比在機場著陸復雜得多。要想在航母上降落,就需要無人機具有更強大的硬件和軟件,特別是可靠、先進的精確著艦系統(tǒng)。“利 劍”的起落架艙布局和起落架結構明顯考慮了上艦的需要,未來其上艦的可能性很大。因此,“利劍”無人機在逐漸完善飛控系統(tǒng)后,很可能會展開艦載型號的研 發(fā)。
二是前沿威懾。就是把“利劍”部署在東海、南海等熱點區(qū)域的前沿岸基機場。無人機非常適合執(zhí)行長時間海上偵察任務,而“利劍”的作戰(zhàn)半徑能夠覆蓋釣魚 島等爭議島嶼及周邊海域,因此,可以將第一島鏈納入其作戰(zhàn)范圍,必要時可對對方布置在第一島鏈內的岸艦導彈等重要目標實施威懾性打擊。這樣既增加了對方防 御的壓力,也可避免派出有人作戰(zhàn)飛機而導致作戰(zhàn)成本的增加。
同時,還可以充分發(fā)揮隱身無人機突防能力強的優(yōu)長,飛往前線或深入敵后縱深,對高價值地面目標、防空武器、坦克集群、地面部隊集結點等實施打擊,一擊斃命;或對防空密集程度很高的重要地面目標或海上目標實施先期打擊,為其他火力的后續(xù)作戰(zhàn)行動創(chuàng)造有利條件。
三是邊境防衛(wèi)。也就是部署到高原等邊境地區(qū),維護邊境地區(qū)安全。我國的邊境線漫長。在高原邊境地區(qū),由于自然環(huán)境惡劣,人力巡邏困難,很容易造成漏 洞。無人機沒有高原反應,也不怕山路崎嶇,能夠在高危地區(qū)長航時、低成本運行,常年高強度反復執(zhí)行遠程偵察監(jiān)視、巡邏、威懾等任務,為維護邊境安全穩(wěn)定發(fā) 揮重要作用。
此外,“利劍”隱身無人機也可用于各種非戰(zhàn)爭軍事行動中,執(zhí)行目標指示、空中監(jiān)視及搜救,以及海上反恐、反海盜等任務。(國防大學 劉誠 李偉)