原创：浅析中国“利剑”无人攻击机

　　
　　今天，我国利剑隐身作战飞机正式公开亮相，根据相关图片来看，该机已经完成滑跑试验，首飞指日可待，这是继歼-20、歼-31之后，我国研制的第三种隐身飞机。

　　利剑隐身无人机的研制成功，表明我国空军作战能力又达到了新的水平，对地攻击能力更为强大，也表明我国航空工业已经掌握了飞翼式隐身飞机的技术。

　　从相关图片来看，利剑隐身无人作战飞机采用了飞翼加机背进气道布局，这个应该没有什么悬念，从各国的研究表明，飞翼式布局能够较好的兼顾隐身、航程、载荷等多方面性能，这一点从各国的无人隐身作战飞机都是飞翼式布局就可以看出来。飞翼布局优点主要包括；隐身性能好，飞翼式布局没有垂直尾翼和平尾，对于常规布局的飞机来说，这是一个主要的雷达电波反射源，同时机身剖面接近于翼型，上下表面在展向上与机翼表面和缓的过渡，没有明显的界限，较好的融合为一体，整个表面光滑顺畅，没有明显的鼓包、缝隙等，进一步提高飞机的隐身性能，在航程方面，由于飞翼式布局的浸润面积比较小，大约只相当于常规布局飞机的一半左右，因此亚音速条件下阻力较小，在同样展弦比的情况下，飞翼式布局的升阻比是常规布局的1.4倍，因此航程性能较好，另外没有垂尾和平尾，在同样条件下飞翼式布局的结构重量较轻，同时主要设备舱布置在机翼中心线，这样与机翼的气动栽荷分布一致，所以可以进一步降低结构重量，这样有利提高飞机的载油系数，确保飞机的航程指标，同时还可以提高飞机的载荷，保证飞机具备较强的攻击能力。

　　背负式进气道的优点就是可以增加机身容积，结构效率也比较高，这对于体积有限的无人机来说是非常重要的，同时无人作战飞机多采用高空突防战术，机身会对地面雷达形成遮挡，让其无法直接照射进气道，背负进气道再配合S形处理和进气道格栅等技术可以进一步提高飞机的隐身能力，正是因为飞翼式布局和背负式进气道有这些突出优点，所以它才成为新世纪隐身轰炸机及无人作战飞机一个标准的气动布局。


　　此次图片最有价值的地方，就是可以清楚的看到利剑隐身无人机的发动机喷口，目前可以确定是RD-93涡扇发动机，这意味着利剑的大小和可能和俄罗斯电鳐隐身无人机差不多，后者最大起飞重量为10吨，机长10.25米，翼展11.5米，机高2.7米，发动机为一部RB-5000B涡扇发动机，它是在RD-93发动机的基础上去掉加力燃料室研制而成，最大推力5000公斤左右，电鳐的最大速度M0.8，航程4000公里，作战半径1200公里左右，载荷2000公斤，主要武器装备在机腹下的弹舱之中，里面有两个挂架，可以挂载2枚500公斤激光制导炸弹。因此可以推测利剑的大小和航程、载荷与电鳐应该大同小异。

　　尽管采用发动机相同，但是利剑和电鳐在进气道和喷管方面截然不同，利剑的进气道口后掠，并且呈现三角形，而电鳐的进气口与机身垂直，呈现方形，笔者推测造成这样区别可能是两种飞机采用的进气道布置方式不现，电鳐的进气道里面有一个中心锥形体，将进气道左右分开，进气道向外弯曲然后再进入机体之内，形成水平的S形进气道，从而避免雷达电波直接照射发动机叶片和压气机，它的优点就是进气道完全在机身上方通过，不占据机身的下方空间，有助控制和处理进气道的流场，同时可以给起落架舱提供较大的空间，这对于内部空间有限的无人作战飞机来说是非常有利的，但是它的缺点就是隐身处理不太理想，进气道和机身出现了一个垂直交接面，虽然可以进行隐身处理，但是还是会在某些情况下增加无人机的RCS。

　　利剑的无人机进气道明显后掠，这明显是为了提高进气口的隐身能力，它的原理与加大机翼后掠角减少回波强度的道理是一样的，另外利剑无人机和其他隐身作战飞机如法国的神经元无人作战飞机一样，采用了上下S形的进气道，就是进气道向下进入进体然后再进入发动机，它的优点就是隐身性能较好，同时节约了机体内空间，但是它的缺点就是进气道弯曲度较大，空气流场变化较为剧烈，对于进气道设计和研制要求较高，另外进气道向下伸入过多，也会影响机腹弹舱的尺寸，这对于利剑这样尺寸较小的隐身无人作战飞机影响更大，这个设计也表明设计者对于飞机前向隐身要求较高。


　　不过利剑后机身的设计显然不令人满意，首先它的发动机尾喷口几乎完全暴露在外，非常容易被雷达探测，实际上尾喷口是飞机RCS的重要来源，除了尾喷口自身的RCS以外，还会产生空腔反射和涡轮的镜面反射，所以我们看到新一代隐身导弹都放弃了圆柱形弹体，而采用多面体弹射设计，因此许多隐身飞机特别是对于机动性能要求较低的隐身轰炸机和攻击机都采用了隐身喷口设计，比如采用二元喷口，降低宽度和高度之比，同时还采用隔板、喷管呈现S等方法进行处理，这样入射波无法直接照射到喷管和涡轮，同时进出都受到遮挡，让RCS大幅度下降。

　　同时喷口的宽高比较大，喷流与外部空气有大面积的混合，这样喷流的温度很快就会降低，让飞机的红外信号强度大为降低，从而提高飞机的隐身能力，新世纪战斗机普遍配备有性能较好的红外搜索与跟踪系统，因此提高飞机的红外隐身能力也是需要考虑的事情。所以我们看到隐身无人作战飞机普遍采用了隐身设计的喷口，以降低飞机的RCS和红外信号强度。

　　从这些角度来说，利剑隐身无人机后机身的设计可以说是一个相当值得商榷的设计，与高度重视隐身的前机身形成了鲜明的对照，因此似乎可以认为这个并不是设计者的最终设计，那么为什么会是我们看到的这个样子呢？笔者推测可能还是发动机的问题，我们注意利剑和电鳐使用的虽然都是RD-93涡扇发动机，但是后者使用的是RD-93的无加力燃烧室型-RD5000B，海外媒体似乎也没有我国从俄罗斯采购RD-5000B的报道，因此可以推测利剑使用的配备应该是标准的RD-93发动机，加力燃烧室占发动机的长度比例较大，以B-2隐身轰炸机的F118-GE-100是F110-GE-100的无加力燃烧室型，前者的长度只有2.5米，后者长度超过4.6米，对于隐身无人作战飞机来和轰炸机来说，它的飞行包线非常狭窄，基本上局限在高亚音速范围内，而加力燃料室用于保证战斗机可以进行超音速冲刺用的，并且这样的冲刺会消耗大量的燃料，会降低飞机的航程，而隐身无人作战飞机和轰炸机一个基本的要求就是有较大的航程、滞空时间和作战半径，没有使用加力燃烧室的机会，自然也不需要使用如此大的发动机，还会发动机占据机体的空间过多，降低飞机载荷，增加飞机内部布置的难度。

　　因此利剑这样的设计可能是对于发动机的妥协，目前我国还缺少适合利剑隐身无人作战飞机使用的中等推力涡扇发动机，能够拿到的只有RD-93，如果去掉加力燃料室，那么就存在一定的技术风险，这对于一架新机来说显然是无法接受的，所以我们看到许多新型战斗机试飞的时候都会采用成熟的发动机，如阵风首飞的时候使用的就是美国的F404涡扇发动机，利剑可能并不例外，如果换装RD-5000B这样的无加力燃烧室发动机，就会降低发动机的长度，显然就会把喷管压缩到机体之内，否则的话就会出现机身加长，机体过大，影响飞机的起降性能。


　　另外从相关图片来看，利剑无人机的机背有一块明显的灰色区域，与机身形成了鲜明的对照，笔者推测这一块可能是透波材料，里面几乎可以肯定是卫星通信系统，常规微波数据链的缺点就是通信距离较近，受地形限制较大，从而影响了飞机的活动范围，，而隐身无人机往往执行距离较远的任务，所以需要卫星数据链的支持，我国已经研制了翼龙等多型具备对地攻击能力的无人机，翼龙的航程已经超过4000公里，作战半径在1500公里左右，这样远的距离肯定需要卫星数据链来支持，从珠海航展公开的资料来看，翼龙拥有两种数据链，一种是视距内的微波高速数据链，它的速度较快，可以传送大容量信息载体，包括视频、图片等，如果距离地面站较远，就需要卫星数据链，也就是所谓的“动中通”技术，天线可以根据卫星的位置进行对准，从而确保在各种飞行状态下保持对准，以保证通信的畅通。

　　另把珠海航展的资料，翼龙还具备较高的自主飞行能力，具备自主起飞、巡航、搜索与锁定目标的能力，比如翼龙可以根据机场信息选择合适的进入航线和下滑角度降落，执行对地攻击或者侦察任务的时候，只需要把事先编程好的任务程序输入无人作战飞机的控制计算机，飞机自主起飞，然后按照预定航线抵达目标区域，自动开启探测设备，并按照预编程的搜索航线飞行，截获目标后自动进行探测和跟踪，然后通过数据链把相关信息发送给地面站由后方进行识别和下达攻击指令。
因此可以推测利剑隐身无人作战飞机来具备较强的自主作战飞机，可以自主起飞、飞抵战区，搜索目标，然后把目标信息传递给后方，由指挥员确认后者进行攻击，有人


　　可能要问题，为什么不赋予无人机自主攻击的能力？实际上实现这个目标在技术并没有太大的难度，但是问题的关键在于：让一个机器决定是否杀人，就目前来说还难以让人接受，另外就是如果无人作战飞机权限过大，一旦出现故障或者感染计算机病毒，无法控制的话，那么这样一架隐身飞机对于敌我双方来说都是一个较大的威胁，所以各国还倾向于在隐身无人作战飞机系统中增加一个人在回路，享有最高的决定权。

　　不过人在回路也会出现另外一个问题，那就是控制权的泄密，隐身无人作战飞机多在对方防御纵深活动，如果信息交换过多，会导致无线电信号过多，暴露隐身无人作战飞机的行踪，甚至对方会利用破译我方控制密码，夺取隐身无人机的控制权，据新闻报道，伊朗就曾经成功的夺取了美国隐身无人侦察机的控制权，控制它在伊朗境内降落，因此对于各国来说，加强隐身无人作战飞机系统无线网络的安全性也迫在眉睫。


　　因此对于我国来说，利剑首飞可能只是万里长征走完了第一步，以后不论是研制相应的发动机，还是提高隐身无人作战飞机系统的能力和安全性都可谓任重而道远，相信隐身无人作战飞机将成为我国空军另外一把利剑。




　　今天，我国利剑隐身作战飞机正式公开亮相，根据相关图片来看，该机已经完成滑跑试验，首飞指日可待，这是继歼-20、歼-31之后，我国研制的第三种隐身飞机。

　　利剑隐身无人机的研制成功，表明我国空军作战能力又达到了新的水平，对地攻击能力更为强大，也表明我国航空工业已经掌握了飞翼式隐身飞机的技术。

　　从相关图片来看，利剑隐身无人作战飞机采用了飞翼加机背进气道布局，这个应该没有什么悬念，从各国的研究表明，飞翼式布局能够较好的兼顾隐身、航程、载荷等多方面性能，这一点从各国的无人隐身作战飞机都是飞翼式布局就可以看出来。飞翼布局优点主要包括；隐身性能好，飞翼式布局没有垂直尾翼和平尾，对于常规布局的飞机来说，这是一个主要的雷达电波反射源，同时机身剖面接近于翼型，上下表面在展向上与机翼表面和缓的过渡，没有明显的界限，较好的融合为一体，整个表面光滑顺畅，没有明显的鼓包、缝隙等，进一步提高飞机的隐身性能，在航程方面，由于飞翼式布局的浸润面积比较小，大约只相当于常规布局飞机的一半左右，因此亚音速条件下阻力较小，在同样展弦比的情况下，飞翼式布局的升阻比是常规布局的1.4倍，因此航程性能较好，另外没有垂尾和平尾，在同样条件下飞翼式布局的结构重量较轻，同时主要设备舱布置在机翼中心线，这样与机翼的气动栽荷分布一致，所以可以进一步降低结构重量，这样有利提高飞机的载油系数，确保飞机的航程指标，同时还可以提高飞机的载荷，保证飞机具备较强的攻击能力。

　　背负式进气道的优点就是可以增加机身容积，结构效率也比较高，这对于体积有限的无人机来说是非常重要的，同时无人作战飞机多采用高空突防战术，机身会对地面雷达形成遮挡，让其无法直接照射进气道，背负进气道再配合S形处理和进气道格栅等技术可以进一步提高飞机的隐身能力，正是因为飞翼式布局和背负式进气道有这些突出优点，所以它才成为新世纪隐身轰炸机及无人作战飞机一个标准的气动布局。


　　此次图片最有价值的地方，就是可以清楚的看到利剑隐身无人机的发动机喷口，目前可以确定是RD-93涡扇发动机，这意味着利剑的大小和可能和俄罗斯电鳐隐身无人机差不多，后者最大起飞重量为10吨，机长10.25米，翼展11.5米，机高2.7米，发动机为一部RB-5000B涡扇发动机，它是在RD-93发动机的基础上去掉加力燃料室研制而成，最大推力5000公斤左右，电鳐的最大速度M0.8，航程4000公里，作战半径1200公里左右，载荷2000公斤，主要武器装备在机腹下的弹舱之中，里面有两个挂架，可以挂载2枚500公斤激光制导炸弹。因此可以推测利剑的大小和航程、载荷与电鳐应该大同小异。

　　尽管采用发动机相同，但是利剑和电鳐在进气道和喷管方面截然不同，利剑的进气道口后掠，并且呈现三角形，而电鳐的进气口与机身垂直，呈现方形，笔者推测造成这样区别可能是两种飞机采用的进气道布置方式不现，电鳐的进气道里面有一个中心锥形体，将进气道左右分开，进气道向外弯曲然后再进入机体之内，形成水平的S形进气道，从而避免雷达电波直接照射发动机叶片和压气机，它的优点就是进气道完全在机身上方通过，不占据机身的下方空间，有助控制和处理进气道的流场，同时可以给起落架舱提供较大的空间，这对于内部空间有限的无人作战飞机来说是非常有利的，但是它的缺点就是隐身处理不太理想，进气道和机身出现了一个垂直交接面，虽然可以进行隐身处理，但是还是会在某些情况下增加无人机的RCS。

　　利剑的无人机进气道明显后掠，这明显是为了提高进气口的隐身能力，它的原理与加大机翼后掠角减少回波强度的道理是一样的，另外利剑无人机和其他隐身作战飞机如法国的神经元无人作战飞机一样，采用了上下S形的进气道，就是进气道向下进入进体然后再进入发动机，它的优点就是隐身性能较好，同时节约了机体内空间，但是它的缺点就是进气道弯曲度较大，空气流场变化较为剧烈，对于进气道设计和研制要求较高，另外进气道向下伸入过多，也会影响机腹弹舱的尺寸，这对于利剑这样尺寸较小的隐身无人作战飞机影响更大，这个设计也表明设计者对于飞机前向隐身要求较高。


　　不过利剑后机身的设计显然不令人满意，首先它的发动机尾喷口几乎完全暴露在外，非常容易被雷达探测，实际上尾喷口是飞机RCS的重要来源，除了尾喷口自身的RCS以外，还会产生空腔反射和涡轮的镜面反射，所以我们看到新一代隐身导弹都放弃了圆柱形弹体，而采用多面体弹射设计，因此许多隐身飞机特别是对于机动性能要求较低的隐身轰炸机和攻击机都采用了隐身喷口设计，比如采用二元喷口，降低宽度和高度之比，同时还采用隔板、喷管呈现S等方法进行处理，这样入射波无法直接照射到喷管和涡轮，同时进出都受到遮挡，让RCS大幅度下降。

　　同时喷口的宽高比较大，喷流与外部空气有大面积的混合，这样喷流的温度很快就会降低，让飞机的红外信号强度大为降低，从而提高飞机的隐身能力，新世纪战斗机普遍配备有性能较好的红外搜索与跟踪系统，因此提高飞机的红外隐身能力也是需要考虑的事情。所以我们看到隐身无人作战飞机普遍采用了隐身设计的喷口，以降低飞机的RCS和红外信号强度。

　　从这些角度来说，利剑隐身无人机后机身的设计可以说是一个相当值得商榷的设计，与高度重视隐身的前机身形成了鲜明的对照，因此似乎可以认为这个并不是设计者的最终设计，那么为什么会是我们看到的这个样子呢？笔者推测可能还是发动机的问题，我们注意利剑和电鳐使用的虽然都是RD-93涡扇发动机，但是后者使用的是RD-93的无加力燃烧室型-RD5000B，海外媒体似乎也没有我国从俄罗斯采购RD-5000B的报道，因此可以推测利剑使用的配备应该是标准的RD-93发动机，加力燃烧室占发动机的长度比例较大，以B-2隐身轰炸机的F118-GE-100是F110-GE-100的无加力燃烧室型，前者的长度只有2.5米，后者长度超过4.6米，对于隐身无人作战飞机来和轰炸机来说，它的飞行包线非常狭窄，基本上局限在高亚音速范围内，而加力燃料室用于保证战斗机可以进行超音速冲刺用的，并且这样的冲刺会消耗大量的燃料，会降低飞机的航程，而隐身无人作战飞机和轰炸机一个基本的要求就是有较大的航程、滞空时间和作战半径，没有使用加力燃烧室的机会，自然也不需要使用如此大的发动机，还会发动机占据机体的空间过多，降低飞机载荷，增加飞机内部布置的难度。

　　因此利剑这样的设计可能是对于发动机的妥协，目前我国还缺少适合利剑隐身无人作战飞机使用的中等推力涡扇发动机，能够拿到的只有RD-93，如果去掉加力燃料室，那么就存在一定的技术风险，这对于一架新机来说显然是无法接受的，所以我们看到许多新型战斗机试飞的时候都会采用成熟的发动机，如阵风首飞的时候使用的就是美国的F404涡扇发动机，利剑可能并不例外，如果换装RD-5000B这样的无加力燃烧室发动机，就会降低发动机的长度，显然就会把喷管压缩到机体之内，否则的话就会出现机身加长，机体过大，影响飞机的起降性能。


　　另外从相关图片来看，利剑无人机的机背有一块明显的灰色区域，与机身形成了鲜明的对照，笔者推测这一块可能是透波材料，里面几乎可以肯定是卫星通信系统，常规微波数据链的缺点就是通信距离较近，受地形限制较大，从而影响了飞机的活动范围，，而隐身无人机往往执行距离较远的任务，所以需要卫星数据链的支持，我国已经研制了翼龙等多型具备对地攻击能力的无人机，翼龙的航程已经超过4000公里，作战半径在1500公里左右，这样远的距离肯定需要卫星数据链来支持，从珠海航展公开的资料来看，翼龙拥有两种数据链，一种是视距内的微波高速数据链，它的速度较快，可以传送大容量信息载体，包括视频、图片等，如果距离地面站较远，就需要卫星数据链，也就是所谓的“动中通”技术，天线可以根据卫星的位置进行对准，从而确保在各种飞行状态下保持对准，以保证通信的畅通。

　　另把珠海航展的资料，翼龙还具备较高的自主飞行能力，具备自主起飞、巡航、搜索与锁定目标的能力，比如翼龙可以根据机场信息选择合适的进入航线和下滑角度降落，执行对地攻击或者侦察任务的时候，只需要把事先编程好的任务程序输入无人作战飞机的控制计算机，飞机自主起飞，然后按照预定航线抵达目标区域，自动开启探测设备，并按照预编程的搜索航线飞行，截获目标后自动进行探测和跟踪，然后通过数据链把相关信息发送给地面站由后方进行识别和下达攻击指令。
因此可以推测利剑隐身无人作战飞机来具备较强的自主作战飞机，可以自主起飞、飞抵战区，搜索目标，然后把目标信息传递给后方，由指挥员确认后者进行攻击，有人


　　可能要问题，为什么不赋予无人机自主攻击的能力？实际上实现这个目标在技术并没有太大的难度，但是问题的关键在于：让一个机器决定是否杀人，就目前来说还难以让人接受，另外就是如果无人作战飞机权限过大，一旦出现故障或者感染计算机病毒，无法控制的话，那么这样一架隐身飞机对于敌我双方来说都是一个较大的威胁，所以各国还倾向于在隐身无人作战飞机系统中增加一个人在回路，享有最高的决定权。

　　不过人在回路也会出现另外一个问题，那就是控制权的泄密，隐身无人作战飞机多在对方防御纵深活动，如果信息交换过多，会导致无线电信号过多，暴露隐身无人作战飞机的行踪，甚至对方会利用破译我方控制密码，夺取隐身无人机的控制权，据新闻报道，伊朗就曾经成功的夺取了美国隐身无人侦察机的控制权，控制它在伊朗境内降落，因此对于各国来说，加强隐身无人作战飞机系统无线网络的安全性也迫在眉睫。


　　因此对于我国来说，利剑首飞可能只是万里长征走完了第一步，以后不论是研制相应的发动机，还是提高隐身无人作战飞机系统的能力和安全性都可谓任重而道远，相信隐身无人作战飞机将成为我国空军另外一把利剑。