《火力无限》神秘无人机背后,是中国引领世界潮流的无人机军团

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2018-10-22

近日,深圳卫视、凤凰网联合推出的装备类真人秀《火力无限》引发广泛关注。

这档节目中,除了各路明星大咖之外,参演装备也成为另一大看点,其中自然包括现代战争不可或缺的无人机。

亮相《火力无限》的国产无人机,可在百米高空看清地面车牌,已被交通部门采用。

其实参加节目的这款无人机,只是中国无人机军团中普普通通的一员。

在无人机领域,中国已经形成了以航空航天工业的国家队为主,民企为辅的军民融合发展良好态势。 概括起来可以说高端军用无人机引领世界潮流,中低端无人机百花齐放,消费级无人机主导国际市场。

在很多具体的技术上,中国无人机也走在了世界前列。

暗箭无人机是中国航空工业近年来的一项重大创新。 图片来自网络。 前段时间曝光的“暗箭”无人机实机就是高端军用无人机的一个典型代表。

其模型于早些年间在珠海航展上展出过,当时就引发很大轰动。

可以说这是中国近年来在航空器方面的一个重大创新。

在国际上,这个种起飞重量的、用于空战的无人机,这是公开的第一架。

尽管之前中国国内在介绍罚过“神经元”、欧洲“雷神”无人机的时候,也有“无人战斗机”的叫法,但实际上上述无人机均不具备格斗空战能力,准确的翻译应该叫无人作战飞机。 而“暗箭”则与其完全不同,它是一架真正的无人战斗机。

从气动布局上来看,它采用了鸭式升力体高机动布局,具备很高的升力系数,而且超音速飞行气动阻力小,具备超音速飞行和机动作战能力。

由于传统有人战斗机受制于飞行员承受过载能力,目前基本上只能做到9G过载。

而无人战斗机则不受此限制,即便考虑到结构增重方面的影响,“暗箭”无人机的最大过载也可以做到15g左右。 这意味着其机动性远远超出现役有人战斗机。 在空战格斗中,不仅仅能快速占位,夺取空战优势,还能通过机动摆脱空空导弹的攻击。

如果该机进行15g过载机动的话,它可以摆脱最大过载40-70g机动的导弹。

换句话说,现役和在研的空空、地空导弹很难有效对其攻击,至少是命中率会大大降低。

另外,取消座舱后,减少了一个很大的雷达反射源。 加之采用了综合一体化隐身设计,其雷达反射截面积要比有人驾驶战斗机还要低。 试想,如果歼-20带着这样的“带刀护卫”去战斗,战局很可能是一边倒的。

利剑无人机意味着中国飞翼布局上的技术突破,该布局对于控制系统要求很高。 图片来源见水印。

而“利剑”无人机则代表中国在高端无人机领域的另一个突破。 这种无人机采用了近年来比较热门的飞翼布局方式。 这种布局的优点是隐身性能好,全机没有明显的锐角反射源。

而且和展弦比相似的传统机型相比,由于其浸润展弦比小,升阻比很高。

美国B-2、B-21都采用了这种布局方式,欧洲也在积极研究。 可以说是代表未来对地攻击型、侦察型无人机的发展方向。 除此之外,采用连接翼的“翔龙”无人机,双机身的“神雕”无人机,以及前段时间在网路上曝光的三角翼高速无人机,在气动布局上都可谓可圈可点,引领世界潮流。

翼龙-2无人机的亮点是使用了翼梢小翼和涡浆发动机。

图片来源见水印。

在中低端无人机领域,中国更是呈现百花齐放之势。

在中空长航时察打一体型无人机领域,航空工业的翼龙-2和航天科技空气动力研究院的彩虹-5代表了中国目前中空长航时无人机的最高水平。

它们普遍采用大展弦比的平直机翼,升阻比很高,翼龙-2还使用了翼梢小翼,进一步提高了其升阻比。

总体来看,翼龙和彩虹无人机的采用的是比较成熟的气动布局,性能相似。

但双方也展开了一些差异竞争,比如翼龙-2使用了涡桨发动机,飞行速度快,但是航行时间稍短些。

而彩虹-5使用了重油活塞发动机,尽管速度慢些,但是飞行时间长。 两者在有效载荷、机载设备方面算是伯仲之间,在国际上赢得了很多客户。

除了上述两大集团以外,西安爱生集团、北航以及众多民企设计、研制的大量中小型无人机也被广泛装备和使用。 而在消费级旋翼无人机领域,中国公司更是占据了世界消费无人机的主导地位。 那么,从具体的技术水平上看,国内的无人机性能到底如何呢?首先,在气动布局的应用上,中国已经走在了最前列。

有人总是说,飞机机体不就是一个壳子吗,实际上这个“壳子”是飞机设计的核心科技。 它综合了气动、隐身一体化设计,兼顾机动性、隐身性,是整个飞机设计的最核心技术。 在这方面,连接翼、双体飞机等虽然别国早有研究,但是在大型高空长航时无人机的应用上,中国是第一家。

中国无人机在先进气动布局的应用上,走在了世界的前列。 其次,飞行控制技术日趋成熟。 大中型飞翼型无人机优点很多,但是目前装备服役的只有美国一家(不算小型的航模型无人机),主要因为其控制上的复杂。 由于取消了垂尾,其航向安定性较差,必须通过电传操纵系统,配合新型的航向控制面,例如开裂式阻力方向舵来控制,同时还要解决好横侧向稳定性和航向稳定性的互藕问题,因为都要依靠位于机翼后缘的水平控制面来控制,往往是一个控制面动作,会影响到三个轴向的稳定性。 “利剑”成功试飞表明,中国已经基本有效解决了这种布局飞机的控制问题。

而“暗箭”作为一种无人战斗机,其空战策略设计对于控制系统来说更是一个巨大挑战,必然引入最先进的人工智能技术。 第三,在结构材料和有效载荷上,中国也在奋起直追。 在最近在军博举行的军民融合展上,民间公司展示了T1000碳纤维自主可控的生产能力,已经非常接近日本东丽公司的同级别碳纤维技术。 这种碳纤维可以广泛用于飞机蒙皮的制造。 而拥有世界顶尖水平的钛合金增材制造技术,也被大量用于先进战斗机。 这些技术的运用,将使得中国无人机、有人战斗机的结构设计制造水平进入第一梯队。

而中国电子科技集团以及中国航空工业和航天工业内部的电子研究院所则能为上述无人机提供业界顶尖的雷达、光电载荷。 此外,中国还为无人机研制了专用弹药,投放高度更高,视野更开阔。 当然,和其他飞机一样,中国无人机也多多少少受累于动力装置。

例如,首飞的“利剑”使用的发动机疑似使用了传统的战斗机发动机和喷管,影响了隐身性能。 而翔龙无人机则疑似使用了燃油效率较低的涡喷发动机,使其尽管使用了连接翼的先进气动布局方式,仍然在续航时间上比较少。

由于发动机技术提现了一个国家的总体工业实力,需要大量的投入和试验,往往没有捷径可走。

中国航空发动机的突破性进展可能仍需要耐心的等待。 微信扫一扫关注该公众号SweepoutmicroletterTheattentionofthepublic。