外形酷似纸飞机的中国最新无人侦查机,世界最快且难以拦截
说起高空高速无人侦察机,很多人都会想到美国的SR-71"黑鸟"和D21。前者是高空高速无人机的代表,后者是无人侦察机的典范。而在19年国庆大阅兵,中国也亮相了一款神秘的无人侦察机——无侦8。
首先,从气动外形分析,无侦-8采用了典型的高超声速飞行器布局,其上表面呈弯曲凸起状,下表面则非常平坦,这就是所谓的乘波体气动设计。乘波体气动设计在高超声速飞行器中非常普遍,其理论是基于高超声速飞行时,机身下表面产生超声速激波,倾斜而平坦的下表面利用超声速激波产生升力并高速飞行,因此形象地称之为"乘波"。美国新一代高空高速侦察机SR-72采用了与无侦-8一样的气动设计理论,从外形看,两者非常相似。
同时无侦-8也兼顾了低速操纵性。这点是从它的翼身融合三角翼翼尖采用了面积不小的翼稍小翼可以看出。无侦-8的飞行包线,不止包括了高超声速飞行段,还有低速飞行阶段。由于没有设计垂尾,在低速飞行阶段翼稍小翼能起到维持航向稳定性的作用。另外无侦-8采用了三点式轮式起落架,该起落架在空中可放下。
同时背部中线设计了挂耳,这表明无侦-8应该是采用载机挂载飞行、空投发射的模式,并且可以自主降落、重复使用的无人侦察机。因为从无侦-8的设计来看,采用了许多尖端航空技术,因此价格是非常昂贵的,如果仅仅是一次性使用,实在很不划算。
无侦-8的机尾有两个并排紧密排列的发动机喷口,从发动机喷口的尺寸和样式判断,这是两个火箭发动机,而且没有用于机动控制的矢量摆动机构。从目前世界高超音速飞行器的研制情况来看,超燃冲压发动机远没有达到成熟应用的要求,距离推动一架尺寸不小的高超声速侦察机还为时尚远,所以采用成熟的火箭发动机无疑是最务实的选择。目前实用的火箭发动机包括固体发动机和液体发动机,考虑到无侦-8需要执行高空长航时飞行,故推测其应该采用两台液体火箭发动机。
相比固体发动机,液体发动机有着比冲大的优势,携带同样质量的燃料,飞行距离更远,时间更长,并且可多次点火。据推测无侦-8的工作模式是这样的:液体火箭发动机先点火主动工作段时间,然后停机无动力滑翔,然后再重新点火,再次主动助推,而后再次关机滑翔,周而复始。通过这种办法,可以在有限的条件下实现无侦-8具有一定的主动机动能力。
从无侦-8的尺寸大小来看,其重量有几吨,加上巨大的尺寸,适合挂载的空军飞机并不多,技术上最可能的是轰6。无侦-8在由大型载机在空中投放之后,火箭发动机点火开始快速爬升高度,达到40000米左右的高空,正式进入临近空间巡航轨道。由于临近空间大气稀薄,阻力很低,因此所需的附加推力也非常低。无侦-8采用多次脉冲点火的液体火箭发动机,以钱学森弹道进行高声速巡航飞行,同时进行各种情报侦察和搜集活动。
在燃料耗尽之后,无侦-8在高空按照既定方案下降高度,降低速度,从高超声速进入亚声速阶段,并利用高升阻比的气动设计安全滑翔返回。虽然没有采用吸气式发动机,但由于无侦-8合理使用钱学森弹道和助推滑翔模式,其有效侦察距离可达到上千千米,加上载机本身的航程,无侦-8可以在第一岛链甚至第二岛链外执行侦察任务。
从应用角度来说,国内现役的有人和无人侦察平台系统,尚没有一款具备无侦-8的高空高速侦察能力。比如我战略火箭军的反舰弹道导弹系统,能否命中敌方航母非常依赖于侦察系统能否对航母编队实现精确定位,而无论空基平台卫星,还是远程雷达,以及有人电子侦察机,要么存在距离太远、探测精度差、实时探测能力不足的缺陷。
要么容易被敌方发现并拦截。只有无侦-8可利用高空高速的飞行性能,成功突破敌军的防御系统实现对航母编队的侦察定位。而目前敌方航母编队尚没有有效应对的办法。所以无侦-8已经成为我军战略侦察的一件撒手锏武器。
我国无侦8无人侦察机飞行速度可达到3-4公里/秒(10-12M),能象弹道导弹那样飞入顶层大气层,其最大飞行距离可达2000公里左右。无侦8能30-60公里的顶层大气中自由翱翔。并且能在完成侦察任务后飞回本国机场。无侦8无人侦察机创造了多个世界首例,它为什么能成功。
学者钱学森曾于20世纪40年代推出了知名的助推滑翔飞行弹道理论,该弹道适合于用在高超音巡航导弹与某些航天器上。
德国科学家桑格尔在20世纪80年代对钱学森弹道理论进一步升级,桑格尔弹道便是当飞行器再次进入大气层平飞后,可利用上下舵面控制把其再次拉起跃升,进而再度形成了一个抛物线弹道,如此重复可产生多个抛物线弹道。
不过因为飞行器进入大气层之后,桑格尔弹道会因为气动阻力而速度减慢,所以每一个后面拉起的抛物线飞行距离均会少于前面。这种在大气层与太空间多次拉升的弹道,非常像瓦片在水面迅速划过引起的水漂,所以有人把这种弹道称作“水漂弹道”。
无侦8使用了高速飞行能力较出色的拉长三角翼构型,具备在大气层与临近空间展开多次拉起下落的能力。再加上中国液体火箭发动机早已具有了多次开启关闭能力,所以当无侦8在大气层较长时间平飞或是大角度转弯导致速度减慢时,无侦8可让火箭发动机工作数十秒,进而使速度获得补偿性的提高,使其有充足的动能继续完成任务或回到本土机场。
无侦8的主要任务是对2000公里半径内的敏感目标展开侦查,例如地方的关键机场及太平洋上活动的航空母舰等,进而给我方的精确打击导弹指示目标。今后也许可能对无侦8做更进一步提升,使其能发射精确攻击导弹,那么一种新型空天轰炸机便会横空出世了。
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