中国版“死神” 天翼3无人机

近日,网上出现了我国最新型无人机地面测试的照片,从外形来看,这是一架采用喷气式发动机的高空长航时无人机 。
根据照片中人与飞机的比例,可以大致推测出这款新型无人机的长度大约9米,翼展20米左右,高度大约在3.5米 。从外观、大小尺度来看,它应该就是当年成飞提出的天翼3无人机 。根据2007年北京航展资料,天翼3是一种高空长航时无人机,其机长8.9米、翼展19米、高度3.5米,最大起飞重量9吨 。
天翼3的性能指标与美国复仇者无人机(又称为捕食者C)非常接近 。复仇者无人机长度13米、翼展20米、最大起飞重量8.2吨,复仇者长度较大,主要因为它增加了一个内置弹舱,从而拥有隐身作战模式 。复仇者无人机现在也在研发当中,美军希望用它来替换现役的MQ-9死神无人机(又称为捕食者B) 。
天翼3无人机强调速度
采用隐身设计
从模型来看,天翼3无人机采用了大展弦比下单翼布局,而不是翼龙的中单翼 。中单翼的优点就是气动阻力小,但是缺点就是结构复杂、重量较大,特别是翼盒不能穿过机身,需要对翼根进行加强,降低了机身容积利用率 。下单翼的优点就是结构重量较轻,翼盒可以机身底部通过,有利于在机身中部布置油箱,但是它的缺点就气动阻力大 。不过经过优化设计后,可以将阻力降低到能接受的程度,所以现在许多远程飞机特别是客机均倾向于采用下单翼 。
从模型上和图片还可以看出,天翼3无人机的机翼有一定的后掠角,类似于美国的复仇者和全球鹰无人机 。复仇者机翼的后掠角大约为6度,它的最大速度指标为720公里/小时,比死神无人机的460公里/小时提高了50% 。天翼3无人机应该也追求高速性能,这样就可以对周边的突发事件作出快速反应 。
天翼3无人机最有趣的地方是它的发动机,从一张尾部角度拍摄的照片来看,该机似乎采用了双发设计 。但笔者对此持保留态度,因为这个级别的无人机没必要采用两个发动机,双发结构体积、重量偏大,会降低无人机的航程和滞空时间,而这恰好是高空长航时无人机的战术要求重点 。正因为如此,我们很少看到采用双发或多发设计的无人机 。
从天翼3无人机模型、及其早期测试的照片来看,几乎可以确定它是一种单发飞机 。现在尾部发动机喷口出现这种变化,应该是因应隐身需求进行了优化设计 。天翼3无人机的原来设计,发动机就是原来的圆形收敛喷口,高温气流直接排向空中,虽然有V形垂尾遮挡,但是红外及雷达信号特征都比较强 。现在这样的设计,发动机喷口没有直接露出,而是进行了一定的遮挡,虽然会带来推力损失,但可以提高飞机的隐身性能 。
天翼3无人机在隐身方面的优化还包括,机身有一条明显的折线,上下表面向内倾斜,对于侧面照射的雷达波有一定的折射能力 。采用V形垂尾,背部进气道呈现S形,并且机头隆起的整流罩有一定的遮挡,显现该机要求能够在高强度对抗环境下使用,这一点与美国复仇者无人机也是不谋而合 。
天翼3可能采用涡扇11发动机
笔者之所以认为新型无人机是单发,而不是双发,另外一个重要原因就是发动机配套问题 。美国复仇者无人机采用的是普惠加拿大公司的PW500小型涡扇发动机,它的推力大约为1.77吨,国产发动机之中与其最为接近的是装备K-8教练机的涡扇11,其起飞推力为1.7吨 。除了推力之外,两者的尺寸、重量指标也基本相同,PW500长度大约是1.8米,涡扇-11是1.9米,重量都在350公斤左右,推重比大约是4.9-5 。
不过肯定的,前者在耗油率、可靠性等性能要好,PW500的起飞耗油率大约是0.48,而涡扇11是0.6 。从这个角度来讲,我国不需要采用两部发动机来拼凑推力,所以天翼3无人机采用单发设计的可能性非常高 。