东海翔龙－我国翔龙高空长航时无人驾驶侦察机

     近日，网上出现了我国翔龙无人机的图片，该机是我国成都飞机公司研制的高空长航时无人侦察机，它的研制成功标志着我国继美国之后第二个掌握高空长航时无人侦察机技术的国家。

　　高空长航时无人侦察机是新世纪C4ISR最重要的传感器之一，美军视全球鹰高空长航时无人侦察机为网络中心战核心节点之一，可以提供联合作战急需要的侦察能力，在现代作战体系中地位可以谓日益重要，这也是我国研制翔龙的主要原因。

美国早在上世纪50年代就开始发展U－2高空侦察机，不过这种有人加强侦察机被对方击落后，会产生较大的政治后果，所以美国一度用侦察卫星替代了U－2侦察机，但是在使用中美国人也发现侦察卫星虽然具备探测范围大、受威胁程度小等特点，但是也有自己的缺点，首先是侦察卫星的轨道相对固定，只能侦察事先规划好的目标，虽然一些新型侦察机也有机动变轨的能力，不过经过变轨之后，卫星的寿命就会显著下降，另外侦察卫星在探测固定目标时性能较好，对付移动目标的时候就力不从心，光电侦察卫星还要受到云层等影响，最后就是侦察卫星价格昂贵，一枚现代侦察卫星的造价都在数亿美元以上，加上发射的成本，整个系统的造价就是高的惊人，在这种情况下，高空长航时无人侦察机就成为侦察卫星一个较好的补充，首先高空长航时无人机侦察机造价相对较低，只是卫星的十分之一甚至更低，另外高空长航时无人侦察机还可以配备合成孔径雷达、光电探测系统，形成复合探测能力，大大提高了飞机在恶劣气候条件下的探测能力，机动性能好是高空长航时无人侦察机的另外一个，它可以根据需要飞抵目标进行侦察，这样就可以对突发事件做出快速反应，另外还可以抵近目标侦察要，对目标进行细节的识别，这一点是卫星无法作到的，与有人驾驶飞机相比，高空长航时无人侦察机无需要护航战斗机，即使被对方发现或者击落，也可以用故障之为的借口搪塞。

我们熟悉的高空长航时无人侦察机就是美国的全球鹰，它最大起飞重量为12吨，机长13米，翼展35.42米，空重6710公斤，有效载荷900公斤，航程超过2万公里，升限2万米，在距离基地2000公里的地方可以持续任务时间可以超过24小时，飞机装一部罗罗AE3007H涡扇发动机，巡航时速600公里，探测设备包括合成孔径雷达、光电探测系统、电子战设备等，具备昼夜全天候作战能力，同时还配备自卫电子战系统，可以对对方的防空系统进行预警和干扰，全球鹰在伊拉克和阿富汗战争中发挥了重要的作用，美国还发展了更大的改进型全球鹰飞机，其性能得到了进一步的提高。目前除了美国之外，德国、澳大利亚等国也引进了应该机。
我国于2006年珠海航展上首次公开展出翔龙高空长航时战略侦察无人机系统，2011年翔龙飞机成功首飞，翔龙刚一露面许多人就被它独特的联结翼气动布局吸引了，所谓联结翼就是飞机的机翼后掠，水平尾翼前掠，然后两者用垂直安定面联结成一个整体，从上面俯视象一个形，因此具备近距耦合双翼布局的气动特点，由于前翼具备较大的后掠角，可以推迟激波的产生，可以提高飞机的速度，全球鹰的大展弦比平直翼虽然具备展弦比高、诱导阻力小等优点，但是激波阻力非常大，限制了飞机速度的提高，同时翔龙飞机的后翼具有前掠翼的性质，其翼根前缘附近在迎角较小的时候容易分离，但随着迎角的增大，后部吸力反而升高，压力分布趋于均匀，而后翼前缘一直保持在低压区，弥补了前翼后掠在迎角增大时容易分离导致升力降低的不足，这样就可以让联结局布局的整体升力线斜率大于正常的后掠翼布局飞机，失速迎角推迟这，由于独特的布局形式，联结翼的前翼可以采用大展弦比机翼，从而可以增在阻力，降低诱导阻力，提高升阻比，从而进一步提高了飞机的航程和滞空时间。另外联结翼布局的后翼比常规飞机的水平尾翼要大，因此配平效率高，配平阻力小。

从结构上来讲，联结翼把前后翼联结在一起，前后翼可简化为双支点梁，从而让前翼梁根部受到的弯矩大大降低，同时联结翼还将还能够把部分升力转化为前、后梁轴向的力，因此它比悬臂梁更能充分利用结构材料同，所以联结翼结构具有极强的强度重量比，从而使得最优的联结翼结构占翼型弦长的比例大于传统的悬臂梁，这样飞机就可以携带更多的燃料，增加飞机的航程。除了这些，联结翼的前、后机翼面积较大，因此其后缘可以安舵面，，如果同时操纵它们一起下降，那么附加的升力就可以让飞机垂直上升，如果一起向下，就可以让飞机垂直向下，差动前、后翼的襟翼和副翼，则可以让飞机平移，提高飞机的机动性能。
那么许多人可能会问，翔龙为什么不采用全球鹰的那样的大展弦比平直翼布局，而是采用了联翼这样相对复杂的气动布局，笔者认为可能是出于材料及工艺方面的原因，飞机的机翼长度较大，由于材料弹性会导致飞机机翼变形，从而影响飞机的飞行性能，同时对于翼根的强度要求也非常高，可以说全球鹰完全是依靠美国强大的材料及工艺能力、先进的结构设计能力等获得了一副超大展弦比的机翼，这样的设计看起来简单，实现起来却不那么容易，所以我国采取了一条与全球鹰完全不同的设计，

翔龙与全球鹰最大的差距可能就是发动机，根据珠海航展的消息，翔龙采用的是一部国产涡喷－7发动机，与全球鹰一样，它采用了背负式进气道，这种进气道的优点就是增加了机身内的有效容积，可以装载更多的任务载荷，结构效率比较高，发动机安装在机身结构上部，附件安装比较方便，另外发动机折拆卸也比较方便，另外它的尾喷口采用略微上仰的设计，这一点也与全球鹰相近，后者的尾喷口有一个7度左右的仰角，这主要是全球鹰的发动机位于机身上方，中心线逆航向下倾3度，这样推力矢量相对于飞机中轴线禹上偏转4度，这与速度矢量恰好吻合，可以通过重心，把推力为化引起俯仰配平变化降到最低

根据相关资料：涡喷－7的推力约4200公斤，相比较这下全球鹰使用的是AE3007涡轮风扇发动机的最大推力只有3200公斤，考虑到翔龙的最大起飞重量只有全球鹰的50－60%，根据珠海航展的数据翔龙的最大起飞重量为7500公斤，而全球鹰早期型为12000公斤，后期型达到14000公斤左右，这样翔龙在推重比方面就要比全球鹰高，加上飞行布局的因素，所以在起降、爬升和巡航速度方面　要优于后者，根据相关资料，翔龙的巡航时速为750公里，而全球鹰只有600公里，后期期则下降到570公里，爬升率方面，全球鹰从地面起飞到爬升到2万米高空需要1个小时以上，而翔龙只需要大约20分钟左右，这样就意味着全球鹰大部分时间只能沿着高空进行侦察飞行，而不能轻容易的下降高度进行抵近侦察，否则的话就要发挥较长的时间去恢复高度，而翔龙就要灵活的多，可以下降到中空对目标进行侦察，进行细部的识别，然后迅速返回高空，兼具战略和战术双重用途。不过涡喷－7毕竟是一型老式发动机，它的缺陷也非常明显，就是耗油量大，而AE3007是新一代支线客机使用的涡扇发动机，对于经济性的要求较高，所以油耗较低，只相于涡喷－7的一半左右，对于高空长航时侦察机来说，发动机并不仅仅是动力系统，还要提取相当高的功率用于发电，为机载合成孔径雷达和光电探测系统等提供电力，这样意味着发动机在任务的大多数阶段以最大功率运转，那么涡喷－7的油耗劣势就更加明显，所以翔龙的最大起飞重量为7500公斤，相当于全球鹰早期型的60%，但是航程只有7000公里，留空时间10个小时，而后者超过20000公里地，留空时间30个小时以上，翔龙仅相当于后者的三分之一，如此明显的差距，发动机水平的差距关键因素，

从相关图片来看，这架翔龙应该不是全状态的飞机，除了机身上部的卫星通信天线，还没有看到其他探测设备，从我国珠海航展公开的资料来看，它的探测设备应该包括合孔径雷达、光电探测系统、电子情报侦察系统等，有人曾经疑惑为什么全球鹰和翔龙做为21世纪尖端的无人机没有采取现在流行的隐身设计，原因其实也非常简单，合成孔径雷达是这两型飞机的主要探测系统，也就是说它们执行任务的时候，需要长时间打开机载雷达，这样电磁波的辐射强度就比较大，容易被对方探测，所以对于全球鹰和翔龙来说，采用隐身设计并没有太大的意义，反而会增加飞机的复杂程度、研制难度和采购成本。

翔龙的研制成功，大大提高了我国空军的战略、战役侦察能力，从它的巡航高度来看，机载设备的无线电视距可以接近500公里，这样单位时间内覆盖的范围就相当可观，可以在我国边境附近对对方纵深目标进行探测和侦察，特别是它的长航程和滞空能力有助于我国对于一些热点地区的控制，以钓鱼岛为例，翔龙可以从东南沿海的机场起飞，在钓鱼岛上空执行任务近8个小时，只需要数架就可以保持对钓鱼岛的全天监控，从而提高我国有关部门对于钓鱼岛的管理和控制能力。

从目前来看，翔龙最大的问题就在于它的发动机，目前我国在中小涡扇发动机方面还是空白，国产ARJ－21客机使用的是美国CF－34涡扇发动机，虽然它的性能比较适合翔龙的使用，但是美国对华出口高科技产品有最终用户、用途限制，就是不能用于军事目的，最根本的解决办法可能还是研制一型国产发动机，从珠海航展来看，我国有关单位国产15公斤级核心机的基础上研制了40千牛级的岷山涡扇发动机，可以在此基础上发展一型与CF－34相当的涡扇发动机，这样可以进一步提高翔龙的性能，特别是航程和滞空时间，争取达到全球鹰RQ－4A的水平，以进一步提高我国空军的侦察能力。
     近日，网上出现了我国翔龙无人机的图片，该机是我国成都飞机公司研制的高空长航时无人侦察机，它的研制成功标志着我国继美国之后第二个掌握高空长航时无人侦察机技术的国家。

　　高空长航时无人侦察机是新世纪C4ISR最重要的传感器之一，美军视全球鹰高空长航时无人侦察机为网络中心战核心节点之一，可以提供联合作战急需要的侦察能力，在现代作战体系中地位可以谓日益重要，这也是我国研制翔龙的主要原因。

美国早在上世纪50年代就开始发展U－2高空侦察机，不过这种有人加强侦察机被对方击落后，会产生较大的政治后果，所以美国一度用侦察卫星替代了U－2侦察机，但是在使用中美国人也发现侦察卫星虽然具备探测范围大、受威胁程度小等特点，但是也有自己的缺点，首先是侦察卫星的轨道相对固定，只能侦察事先规划好的目标，虽然一些新型侦察机也有机动变轨的能力，不过经过变轨之后，卫星的寿命就会显著下降，另外侦察卫星在探测固定目标时性能较好，对付移动目标的时候就力不从心，光电侦察卫星还要受到云层等影响，最后就是侦察卫星价格昂贵，一枚现代侦察卫星的造价都在数亿美元以上，加上发射的成本，整个系统的造价就是高的惊人，在这种情况下，高空长航时无人侦察机就成为侦察卫星一个较好的补充，首先高空长航时无人机侦察机造价相对较低，只是卫星的十分之一甚至更低，另外高空长航时无人侦察机还可以配备合成孔径雷达、光电探测系统，形成复合探测能力，大大提高了飞机在恶劣气候条件下的探测能力，机动性能好是高空长航时无人侦察机的另外一个，它可以根据需要飞抵目标进行侦察，这样就可以对突发事件做出快速反应，另外还可以抵近目标侦察要，对目标进行细节的识别，这一点是卫星无法作到的，与有人驾驶飞机相比，高空长航时无人侦察机无需要护航战斗机，即使被对方发现或者击落，也可以用故障之为的借口搪塞。

我们熟悉的高空长航时无人侦察机就是美国的全球鹰，它最大起飞重量为12吨，机长13米，翼展35.42米，空重6710公斤，有效载荷900公斤，航程超过2万公里，升限2万米，在距离基地2000公里的地方可以持续任务时间可以超过24小时，飞机装一部罗罗AE3007H涡扇发动机，巡航时速600公里，探测设备包括合成孔径雷达、光电探测系统、电子战设备等，具备昼夜全天候作战能力，同时还配备自卫电子战系统，可以对对方的防空系统进行预警和干扰，全球鹰在伊拉克和阿富汗战争中发挥了重要的作用，美国还发展了更大的改进型全球鹰飞机，其性能得到了进一步的提高。目前除了美国之外，德国、澳大利亚等国也引进了应该机。
我国于2006年珠海航展上首次公开展出翔龙高空长航时战略侦察无人机系统，2011年翔龙飞机成功首飞，翔龙刚一露面许多人就被它独特的联结翼气动布局吸引了，所谓联结翼就是飞机的机翼后掠，水平尾翼前掠，然后两者用垂直安定面联结成一个整体，从上面俯视象一个形，因此具备近距耦合双翼布局的气动特点，由于前翼具备较大的后掠角，可以推迟激波的产生，可以提高飞机的速度，全球鹰的大展弦比平直翼虽然具备展弦比高、诱导阻力小等优点，但是激波阻力非常大，限制了飞机速度的提高，同时翔龙飞机的后翼具有前掠翼的性质，其翼根前缘附近在迎角较小的时候容易分离，但随着迎角的增大，后部吸力反而升高，压力分布趋于均匀，而后翼前缘一直保持在低压区，弥补了前翼后掠在迎角增大时容易分离导致升力降低的不足，这样就可以让联结局布局的整体升力线斜率大于正常的后掠翼布局飞机，失速迎角推迟这，由于独特的布局形式，联结翼的前翼可以采用大展弦比机翼，从而可以增在阻力，降低诱导阻力，提高升阻比，从而进一步提高了飞机的航程和滞空时间。另外联结翼布局的后翼比常规飞机的水平尾翼要大，因此配平效率高，配平阻力小。

从结构上来讲，联结翼把前后翼联结在一起，前后翼可简化为双支点梁，从而让前翼梁根部受到的弯矩大大降低，同时联结翼还将还能够把部分升力转化为前、后梁轴向的力，因此它比悬臂梁更能充分利用结构材料同，所以联结翼结构具有极强的强度重量比，从而使得最优的联结翼结构占翼型弦长的比例大于传统的悬臂梁，这样飞机就可以携带更多的燃料，增加飞机的航程。除了这些，联结翼的前、后机翼面积较大，因此其后缘可以安舵面，，如果同时操纵它们一起下降，那么附加的升力就可以让飞机垂直上升，如果一起向下，就可以让飞机垂直向下，差动前、后翼的襟翼和副翼，则可以让飞机平移，提高飞机的机动性能。
那么许多人可能会问，翔龙为什么不采用全球鹰的那样的大展弦比平直翼布局，而是采用了联翼这样相对复杂的气动布局，笔者认为可能是出于材料及工艺方面的原因，飞机的机翼长度较大，由于材料弹性会导致飞机机翼变形，从而影响飞机的飞行性能，同时对于翼根的强度要求也非常高，可以说全球鹰完全是依靠美国强大的材料及工艺能力、先进的结构设计能力等获得了一副超大展弦比的机翼，这样的设计看起来简单，实现起来却不那么容易，所以我国采取了一条与全球鹰完全不同的设计，

翔龙与全球鹰最大的差距可能就是发动机，根据珠海航展的消息，翔龙采用的是一部国产涡喷－7发动机，与全球鹰一样，它采用了背负式进气道，这种进气道的优点就是增加了机身内的有效容积，可以装载更多的任务载荷，结构效率比较高，发动机安装在机身结构上部，附件安装比较方便，另外发动机折拆卸也比较方便，另外它的尾喷口采用略微上仰的设计，这一点也与全球鹰相近，后者的尾喷口有一个7度左右的仰角，这主要是全球鹰的发动机位于机身上方，中心线逆航向下倾3度，这样推力矢量相对于飞机中轴线禹上偏转4度，这与速度矢量恰好吻合，可以通过重心，把推力为化引起俯仰配平变化降到最低

根据相关资料：涡喷－7的推力约4200公斤，相比较这下全球鹰使用的是AE3007涡轮风扇发动机的最大推力只有3200公斤，考虑到翔龙的最大起飞重量只有全球鹰的50－60%，根据珠海航展的数据翔龙的最大起飞重量为7500公斤，而全球鹰早期型为12000公斤，后期型达到14000公斤左右，这样翔龙在推重比方面就要比全球鹰高，加上飞行布局的因素，所以在起降、爬升和巡航速度方面　要优于后者，根据相关资料，翔龙的巡航时速为750公里，而全球鹰只有600公里，后期期则下降到570公里，爬升率方面，全球鹰从地面起飞到爬升到2万米高空需要1个小时以上，而翔龙只需要大约20分钟左右，这样就意味着全球鹰大部分时间只能沿着高空进行侦察飞行，而不能轻容易的下降高度进行抵近侦察，否则的话就要发挥较长的时间去恢复高度，而翔龙就要灵活的多，可以下降到中空对目标进行侦察，进行细部的识别，然后迅速返回高空，兼具战略和战术双重用途。不过涡喷－7毕竟是一型老式发动机，它的缺陷也非常明显，就是耗油量大，而AE3007是新一代支线客机使用的涡扇发动机，对于经济性的要求较高，所以油耗较低，只相于涡喷－7的一半左右，对于高空长航时侦察机来说，发动机并不仅仅是动力系统，还要提取相当高的功率用于发电，为机载合成孔径雷达和光电探测系统等提供电力，这样意味着发动机在任务的大多数阶段以最大功率运转，那么涡喷－7的油耗劣势就更加明显，所以翔龙的最大起飞重量为7500公斤，相当于全球鹰早期型的60%，但是航程只有7000公里，留空时间10个小时，而后者超过20000公里地，留空时间30个小时以上，翔龙仅相当于后者的三分之一，如此明显的差距，发动机水平的差距关键因素，

从相关图片来看，这架翔龙应该不是全状态的飞机，除了机身上部的卫星通信天线，还没有看到其他探测设备，从我国珠海航展公开的资料来看，它的探测设备应该包括合孔径雷达、光电探测系统、电子情报侦察系统等，有人曾经疑惑为什么全球鹰和翔龙做为21世纪尖端的无人机没有采取现在流行的隐身设计，原因其实也非常简单，合成孔径雷达是这两型飞机的主要探测系统，也就是说它们执行任务的时候，需要长时间打开机载雷达，这样电磁波的辐射强度就比较大，容易被对方探测，所以对于全球鹰和翔龙来说，采用隐身设计并没有太大的意义，反而会增加飞机的复杂程度、研制难度和采购成本。

翔龙的研制成功，大大提高了我国空军的战略、战役侦察能力，从它的巡航高度来看，机载设备的无线电视距可以接近500公里，这样单位时间内覆盖的范围就相当可观，可以在我国边境附近对对方纵深目标进行探测和侦察，特别是它的长航程和滞空能力有助于我国对于一些热点地区的控制，以钓鱼岛为例，翔龙可以从东南沿海的机场起飞，在钓鱼岛上空执行任务近8个小时，只需要数架就可以保持对钓鱼岛的全天监控，从而提高我国有关部门对于钓鱼岛的管理和控制能力。

从目前来看，翔龙最大的问题就在于它的发动机，目前我国在中小涡扇发动机方面还是空白，国产ARJ－21客机使用的是美国CF－34涡扇发动机，虽然它的性能比较适合翔龙的使用，但是美国对华出口高科技产品有最终用户、用途限制，就是不能用于军事目的，最根本的解决办法可能还是研制一型国产发动机，从珠海航展来看，我国有关单位国产15公斤级核心机的基础上研制了40千牛级的岷山涡扇发动机，可以在此基础上发展一型与CF－34相当的涡扇发动机，这样可以进一步提高翔龙的性能，特别是航程和滞空时间，争取达到全球鹰RQ－4A的水平，以进一步提高我国空军的侦察能力。