夜行飞鹰－展望我国隐身无人作战飞机

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2012-1-7 11:08 上传

前不久，航空报报道了我国航空专家王小峰同志的先进事迹，其中提高到王小峰同志完成了“飞翼”布局无人机可收放起落架的研制，这表明我国隐身无人作战飞机已经进入研制阶段，我国即将拥有自己的X－47B隐身无人作战飞机。


　　有人可能要问，仅凭此廖廖数语，为什么可以确定这种飞机就是相当于X－47B的隐身无人作战飞机，我们知道，在飞机设计师的眼中，起落架可能是最没有用的部件，除了起飞和降落，在大部分时间内都是纯粹的重量，因此一些低速飞机都采用固定起落架来减少这部分的重量，甚至一些小型无人机连起落架都没有安装，而采用拉阻网之类的设备辅助降落，只有类似于X－47B这样的较大的无人机才会配备可收放起落架，我国此型无人机就采用了可收放的起落架，这就证明了这架飞机的尺寸较大，航程较远，并且也具备较多的载荷能力，所以才会有足够的空间和重量来安装复杂的可收放起落架。所以我们可以以此推测出这架飞机的是一架大中型无人机。

笔者特别注意到文中介绍我国这型无人机采用的是飞翼布局，显然这表明这架飞机非常重视隐身能力，实际我们看一下世界现有的隐身轰炸机、攻击机，就会发现一个共同的特点，就是它们采用的都是飞翼布局，这是因为飞翼在隐身能力比起其他飞机都不可比拟的优势。飞翼布局没有垂尾和尾翼，而飞机的垂尾、鸭翼及垂尾等各个翼面的棱边及平尾与垂尾之间的夹角都是很大的雷达散射截面部位。因此可以等于消除了飞机一个主要的雷达反射源，机身与机翼光滑、有机的连接在一起，从侧面看，机身外形接近翼型，两者表面没有明显的界限，较好的实现了隐身与气动布局之间的结合，飞翼布局还有一个明显的优点就是续航时间长。飞翼布局可通过增大浸润面积比的方式增大浸润展弦比，可使气动布局在小展弦比下获得很高的升阻比。因此，飞翼式布局的无人作战飞机将具有更强的续航能力。无人作战飞机由于无人，可不考虑驾驶员的忍受能力，续航时问可超过8个小时以上甚至数天，飞翼式布局的大升阻比带来的长续航性能可以在无人作战飞机上得到充分的发挥。另外飞翼布局还有助于节省结构重量，由于去掉平尾、垂尾以及相应的操纵机构，可以有效的降低飞机的结构重量，特别是飞机尾部的重量远离重心，力矩大，因此节省尾部一公斤重量相当于其他部件节省二公斤左右的重量，有根据相关资料，由于没有尾部结构，飞翼布局的重量比常规布局节省10%左右。不仅如此，飞翼布局内部装载布置紧凑，各种机载设备均顺着机翼刚心线，沿展方向布置，并与机翼的气动载荷分布基本一致，结构设计简单，可进一步减轻机翼粱等主承力结构的质量，飞机结构重量的降低，就会地加飞机的有效载荷，这意味着飞机可以配备较多的燃料、武器及机载设备，从而具备更大的航程、作战能力，可以执行更多的任务。飞翼式布局很容易实现翼身融合，融合后的机翼／机身一体化布局内部空间很大．有利于各种机载设备实现最优化的总体布置。因此，采用飞翼布局的飞机体积尤其适合布置较大的武器弹舱，从而提高飞机挂载武器的能力，这样既可以在增加飞机武器挂载能力，又可以降低飞机的RCS

无人飞机在隐身方面还有一个优势，就是取消了座舱，对于常规有人飞机来说，雷达波可以透过座舱玻璃照射到飞行员头盔和座舱仪表板、飞行员座椅，形成镜面反射，因此座舱是飞机前向雷达横截面积的主要反射源之一，所以隐身飞机需要在座舱上涂上金属涂层以避免雷达电波直接照射，而无人作战飞机取消了座舱，就大大降低了飞机的RCS，同时取消座舱还可以让无人作战飞机能够使用背负式进气道，同样可以起到降低飞机RCS的效果，目前国外发展的无人作战飞机都采用背负式进气道就是这个原因，这种进气道向后、向下延伸到发发动机，形成上下S形进气道，进口面完全避开了雷达波入射方向，这样雷达电波就无法直接照射发动机，特别是地面、舰载防空雷达，即使有少数雷达波射波束进入进气道，经过腔体效应形成的散射波也因为方向与雷达波照射方向不到而几乎无法形成回波，同时对进气口本身采用隐身措施，包括减少唇口半径,使唇口比较尖锐;二是使进气口边缘斜掠。通过将上、下唇口做成锯齿形,可以减少唇口反射波的强度,并将反射波集中在飞机的少数几个反射波束上去，再加上在进气道采用吸波及发动机格栅装置，有些飞机还在进气道前面增加了一个用于容纳卫星通信的鼓包，进一步遮蔽进气道，配合在进气口进行各种隐身措施，就会进一步降低雷达的RCS。对于现代飞机来说在前向15-30度范围内，进气道是飞机RCS最主要的来源，因此背负式进气道的运用有效的降低了无人作战飞机的RCS，现代飞机前向RCS三代来源就是座舱、进气道和雷达舱，而无人作战飞机在很多情况下没有配备有雷达，所以其前向RCS可以做的非常小，大大提高了其突防的成功概率。所以我们现在看各国的隐身无人作战飞机，就会有一种大同小异的感觉，也就是说这种布局已经得到各国广泛的认可。

有人曾经说过；决定一个国家研制什么飞机不是飞机设计师，而是发动机设计师，进入新世纪我国航空发动机技术也得到了长足进步，大推力涡扇发动机－涡扇－10已经成熟，根据海外资料，涡扇－10的最大推力80千牛，加力推力为125千牛，与美国X－47B采用了的F－100－PW－220U发动机相当，这意味着我国研制与X－47B大小的隐身无人作战飞机有了坚实的动力基础。X－47B的机长为11米，翼展19米，高3米左右，空重6吨，最大起飞重量20吨，有效载荷2吨左右，考虑到国产隐身作战飞机可能需要从海军航母的滑跃甲板上起飞，那么就需要较大的推重比来提高飞机的起飞性能，推重比越大，飞机的加速性能越好，增速、增升更快，可以迅速在滑跃起飞过程中产生垂直向上的动能和升力，提高滑跃起飞的安全性能。所以国产隐身作战飞机可能要比X－47B要稍小一点，机载设备方面，X－47B的机载设备包括机载合成孔雷达、光电系统和电子支援侦察系统，可以执行多种作战任务，武器包括JDAM和SDB这样的卫星制导炸弹，在珠海航展上我国也已经类似的系统，包括无人机载合成孔雷达、光电吊舱，卫星制导炸弹方面我国也已经研制成功多型卫星制导炸弹，如雷石、飞腾系列，其中飞腾-6是我国研制的类似于SDB的精确制导炸弹，采用卫星导航/惯性导航制导系统，其弹锥较尖，以增强其穿透能力，弹体中部有细长的边长翼以增加其投放距离，同时弹翼还可以折叠以增载机的挂弹能力，非常适合无人作战飞机挂载。，表明我国隐身无人作战飞机也拥有比较完善的机载设备和武器系统。

从更大的配套系统来讲，隐身作战飞机需要侦察卫星提供目标地区的比较详细的地图，以便弄清楚目标区的地形、气象、防空系统布署等情况，以此做为条件进行航迹规划，躲开对方防空系统的攻击，同时还需要导航定位卫星提供导航定位数据，这样就可以精确按照预定的航线飞行，同时还需要导航卫星为其投放的卫星制导武器提供制导信号，以提高武器的命中概率和摧毁目标的能力，目前我国已经发射了多颗遥感卫星，即将发射的遥感卫星-资源三号，根据相关资料该卫星将装载2.5m分辨率正视全色CCD相机、4m分辨率的前后视相机和分辨率为10m的多光谱相机，技术指标与法国的SPOT卫星相当， 可以提供较为详细的目标区的资料，这样就会我国研制无人作战飞机任务与航迹管理系统打下了基础，实际珠海航展公开的信息来看，国产新型反舰导弹已经具备了任务规划的能力，表明我国相关系统已经投入使用，另外我国北斗卫星导航定位系统二期工程已经投入试运行，目前拥有10颗卫星，定位精度25米，今年年底其星座将进一步增加，定位精度也将进一步的提高到10米，我国无人作战飞机将具备更加精确的导航系统，并且为使用卫星制导炸弹扫清了障碍。

   隐身作战飞机需要侦察卫星提供目标地区的比较详细的地图，以便弄清楚目标区的地形、气象、防空系统布署等情况，以此做为条件进行航迹规划，躲开对方防空系统的攻击，同时还需要导航定位卫星提供导航定位数据，这样就可以精确按照预定的航线飞行，同时还需要导航卫星为其投放的卫星制导武器提供制导信号，以提高武器的命中概率和摧毁目标的能力，目前我国已经发射了多颗遥感卫星，即将发射的遥感卫星-资源三号，根据相关资料该卫星将装载2.5m分辨率正视全色CCD相机、4m分辨率的前后视相机和分辨率为10m的多光谱相机，技术指标与法国的SPOT卫星相当， 可以提供较为详细的目标区的资料，这样就会我国研制无人作战飞机任务与航迹管理系统打下了基础，实际珠海航展公开的信息来看，国产新型反舰导弹已经具备了任务规划的能力，表明我国相关系统已经投入使用，另外我国北斗卫星导航定位系统二期工程已经投入试运行，目前拥有10颗卫星，定位精度25米，今年年底其星座将进一步增加，定位精度也将进一步的提高到10米，我国无人作战飞机将具备更加精确的导航系统，并且为使用卫星制导炸弹扫清了障碍。



另外还会为我国未来发展有人驾驶隐身轰炸机及隐身无人战斗机打下良好的基础，由于有人驾驶了隐身轰炸机与无人作战飞机几乎相同，因此后者研制获得的技术和经验可以为前者提供借鉴，至于未来的无人作战飞机则需要现在的无人作战飞机对气动布局进行进一步的优化，包括采用推力矢量在内的控制技术、创新气动控制舵面等技术来提高飞机的机动性能，另外就是提高飞机的智能化水平，飞机出动以后能够不依赖于后方控制人员，自动规划航线，自动探测、识别目标，自动选择、投掷武器，这些都需要在现有无人作战飞机运用的基础上进行研究与探索。

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前不久，航空报报道了我国航空专家王小峰同志的先进事迹，其中提高到王小峰同志完成了“飞翼”布局无人机可收放起落架的研制，这表明我国隐身无人作战飞机已经进入研制阶段，我国即将拥有自己的X－47B隐身无人作战飞机。


　　有人可能要问，仅凭此廖廖数语，为什么可以确定这种飞机就是相当于X－47B的隐身无人作战飞机，我们知道，在飞机设计师的眼中，起落架可能是最没有用的部件，除了起飞和降落，在大部分时间内都是纯粹的重量，因此一些低速飞机都采用固定起落架来减少这部分的重量，甚至一些小型无人机连起落架都没有安装，而采用拉阻网之类的设备辅助降落，只有类似于X－47B这样的较大的无人机才会配备可收放起落架，我国此型无人机就采用了可收放的起落架，这就证明了这架飞机的尺寸较大，航程较远，并且也具备较多的载荷能力，所以才会有足够的空间和重量来安装复杂的可收放起落架。所以我们可以以此推测出这架飞机的是一架大中型无人机。

笔者特别注意到文中介绍我国这型无人机采用的是飞翼布局，显然这表明这架飞机非常重视隐身能力，实际我们看一下世界现有的隐身轰炸机、攻击机，就会发现一个共同的特点，就是它们采用的都是飞翼布局，这是因为飞翼在隐身能力比起其他飞机都不可比拟的优势。飞翼布局没有垂尾和尾翼，而飞机的垂尾、鸭翼及垂尾等各个翼面的棱边及平尾与垂尾之间的夹角都是很大的雷达散射截面部位。因此可以等于消除了飞机一个主要的雷达反射源，机身与机翼光滑、有机的连接在一起，从侧面看，机身外形接近翼型，两者表面没有明显的界限，较好的实现了隐身与气动布局之间的结合，飞翼布局还有一个明显的优点就是续航时间长。飞翼布局可通过增大浸润面积比的方式增大浸润展弦比，可使气动布局在小展弦比下获得很高的升阻比。因此，飞翼式布局的无人作战飞机将具有更强的续航能力。无人作战飞机由于无人，可不考虑驾驶员的忍受能力，续航时问可超过8个小时以上甚至数天，飞翼式布局的大升阻比带来的长续航性能可以在无人作战飞机上得到充分的发挥。另外飞翼布局还有助于节省结构重量，由于去掉平尾、垂尾以及相应的操纵机构，可以有效的降低飞机的结构重量，特别是飞机尾部的重量远离重心，力矩大，因此节省尾部一公斤重量相当于其他部件节省二公斤左右的重量，有根据相关资料，由于没有尾部结构，飞翼布局的重量比常规布局节省10%左右。不仅如此，飞翼布局内部装载布置紧凑，各种机载设备均顺着机翼刚心线，沿展方向布置，并与机翼的气动载荷分布基本一致，结构设计简单，可进一步减轻机翼粱等主承力结构的质量，飞机结构重量的降低，就会地加飞机的有效载荷，这意味着飞机可以配备较多的燃料、武器及机载设备，从而具备更大的航程、作战能力，可以执行更多的任务。飞翼式布局很容易实现翼身融合，融合后的机翼／机身一体化布局内部空间很大．有利于各种机载设备实现最优化的总体布置。因此，采用飞翼布局的飞机体积尤其适合布置较大的武器弹舱，从而提高飞机挂载武器的能力，这样既可以在增加飞机武器挂载能力，又可以降低飞机的RCS

无人飞机在隐身方面还有一个优势，就是取消了座舱，对于常规有人飞机来说，雷达波可以透过座舱玻璃照射到飞行员头盔和座舱仪表板、飞行员座椅，形成镜面反射，因此座舱是飞机前向雷达横截面积的主要反射源之一，所以隐身飞机需要在座舱上涂上金属涂层以避免雷达电波直接照射，而无人作战飞机取消了座舱，就大大降低了飞机的RCS，同时取消座舱还可以让无人作战飞机能够使用背负式进气道，同样可以起到降低飞机RCS的效果，目前国外发展的无人作战飞机都采用背负式进气道就是这个原因，这种进气道向后、向下延伸到发发动机，形成上下S形进气道，进口面完全避开了雷达波入射方向，这样雷达电波就无法直接照射发动机，特别是地面、舰载防空雷达，即使有少数雷达波射波束进入进气道，经过腔体效应形成的散射波也因为方向与雷达波照射方向不到而几乎无法形成回波，同时对进气口本身采用隐身措施，包括减少唇口半径,使唇口比较尖锐;二是使进气口边缘斜掠。通过将上、下唇口做成锯齿形,可以减少唇口反射波的强度,并将反射波集中在飞机的少数几个反射波束上去，再加上在进气道采用吸波及发动机格栅装置，有些飞机还在进气道前面增加了一个用于容纳卫星通信的鼓包，进一步遮蔽进气道，配合在进气口进行各种隐身措施，就会进一步降低雷达的RCS。对于现代飞机来说在前向15-30度范围内，进气道是飞机RCS最主要的来源，因此背负式进气道的运用有效的降低了无人作战飞机的RCS，现代飞机前向RCS三代来源就是座舱、进气道和雷达舱，而无人作战飞机在很多情况下没有配备有雷达，所以其前向RCS可以做的非常小，大大提高了其突防的成功概率。所以我们现在看各国的隐身无人作战飞机，就会有一种大同小异的感觉，也就是说这种布局已经得到各国广泛的认可。

有人曾经说过；决定一个国家研制什么飞机不是飞机设计师，而是发动机设计师，进入新世纪我国航空发动机技术也得到了长足进步，大推力涡扇发动机－涡扇－10已经成熟，根据海外资料，涡扇－10的最大推力80千牛，加力推力为125千牛，与美国X－47B采用了的F－100－PW－220U发动机相当，这意味着我国研制与X－47B大小的隐身无人作战飞机有了坚实的动力基础。X－47B的机长为11米，翼展19米，高3米左右，空重6吨，最大起飞重量20吨，有效载荷2吨左右，考虑到国产隐身作战飞机可能需要从海军航母的滑跃甲板上起飞，那么就需要较大的推重比来提高飞机的起飞性能，推重比越大，飞机的加速性能越好，增速、增升更快，可以迅速在滑跃起飞过程中产生垂直向上的动能和升力，提高滑跃起飞的安全性能。所以国产隐身作战飞机可能要比X－47B要稍小一点，机载设备方面，X－47B的机载设备包括机载合成孔雷达、光电系统和电子支援侦察系统，可以执行多种作战任务，武器包括JDAM和SDB这样的卫星制导炸弹，在珠海航展上我国也已经类似的系统，包括无人机载合成孔雷达、光电吊舱，卫星制导炸弹方面我国也已经研制成功多型卫星制导炸弹，如雷石、飞腾系列，其中飞腾-6是我国研制的类似于SDB的精确制导炸弹，采用卫星导航/惯性导航制导系统，其弹锥较尖，以增强其穿透能力，弹体中部有细长的边长翼以增加其投放距离，同时弹翼还可以折叠以增载机的挂弹能力，非常适合无人作战飞机挂载。，表明我国隐身无人作战飞机也拥有比较完善的机载设备和武器系统。

从更大的配套系统来讲，隐身作战飞机需要侦察卫星提供目标地区的比较详细的地图，以便弄清楚目标区的地形、气象、防空系统布署等情况，以此做为条件进行航迹规划，躲开对方防空系统的攻击，同时还需要导航定位卫星提供导航定位数据，这样就可以精确按照预定的航线飞行，同时还需要导航卫星为其投放的卫星制导武器提供制导信号，以提高武器的命中概率和摧毁目标的能力，目前我国已经发射了多颗遥感卫星，即将发射的遥感卫星-资源三号，根据相关资料该卫星将装载2.5m分辨率正视全色CCD相机、4m分辨率的前后视相机和分辨率为10m的多光谱相机，技术指标与法国的SPOT卫星相当， 可以提供较为详细的目标区的资料，这样就会我国研制无人作战飞机任务与航迹管理系统打下了基础，实际珠海航展公开的信息来看，国产新型反舰导弹已经具备了任务规划的能力，表明我国相关系统已经投入使用，另外我国北斗卫星导航定位系统二期工程已经投入试运行，目前拥有10颗卫星，定位精度25米，今年年底其星座将进一步增加，定位精度也将进一步的提高到10米，我国无人作战飞机将具备更加精确的导航系统，并且为使用卫星制导炸弹扫清了障碍。

   隐身作战飞机需要侦察卫星提供目标地区的比较详细的地图，以便弄清楚目标区的地形、气象、防空系统布署等情况，以此做为条件进行航迹规划，躲开对方防空系统的攻击，同时还需要导航定位卫星提供导航定位数据，这样就可以精确按照预定的航线飞行，同时还需要导航卫星为其投放的卫星制导武器提供制导信号，以提高武器的命中概率和摧毁目标的能力，目前我国已经发射了多颗遥感卫星，即将发射的遥感卫星-资源三号，根据相关资料该卫星将装载2.5m分辨率正视全色CCD相机、4m分辨率的前后视相机和分辨率为10m的多光谱相机，技术指标与法国的SPOT卫星相当， 可以提供较为详细的目标区的资料，这样就会我国研制无人作战飞机任务与航迹管理系统打下了基础，实际珠海航展公开的信息来看，国产新型反舰导弹已经具备了任务规划的能力，表明我国相关系统已经投入使用，另外我国北斗卫星导航定位系统二期工程已经投入试运行，目前拥有10颗卫星，定位精度25米，今年年底其星座将进一步增加，定位精度也将进一步的提高到10米，我国无人作战飞机将具备更加精确的导航系统，并且为使用卫星制导炸弹扫清了障碍。



另外还会为我国未来发展有人驾驶隐身轰炸机及隐身无人战斗机打下良好的基础，由于有人驾驶了隐身轰炸机与无人作战飞机几乎相同，因此后者研制获得的技术和经验可以为前者提供借鉴，至于未来的无人作战飞机则需要现在的无人作战飞机对气动布局进行进一步的优化，包括采用推力矢量在内的控制技术、创新气动控制舵面等技术来提高飞机的机动性能，另外就是提高飞机的智能化水平，飞机出动以后能够不依赖于后方控制人员，自动规划航线，自动探测、识别目标，自动选择、投掷武器，这些都需要在现有无人作战飞机运用的基础上进行研究与探索。