来源:凤凰网军事频道2019-08-21 07:53:00 热度:

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  前段时间,俄罗斯国防部公开了S-70“猎人-B”无人机首飞时的视频,这引发了外界广泛关注。这也产生了一系列疑问,它用没用推力矢量发动机?它算不算“第六代战机”?它是不是距离实战很远?那么,猎人-B到底是个什么状态,今天我们来一探究竟。

▲喷管处于收缩状态,说明处于最大推力状态而非加力状态

  用没用推力矢量喷管?

  S-70于8月3日进行的首飞持续大约20分钟。从之前卫星图片上看,该机翼展要比苏-57和苏-35都大。俄罗斯媒体推测S-70的机长13.6米,翼展17.6米,机高2.8米,最大起飞重量22.15吨,机翼后掠角约为54度。这种新型无人机和X-47B是同级别无人机,可供对比的是X-47B机长11.65米,翼展18.9米,机体高3.17米,最大起飞总重约20吨,采用一台F100-PW-220U发动机。

  俄罗斯卫星新闻网称该机使用了一台苏-27系列战斗机使用的AL-31涡扇发动机,当然这一点还要进一步确认。但可以确认的是,起飞时,发动机尾喷口收缩,基本处于最大推力状态,没有开加力。这里要说的是,涡扇发动机的收缩扩展喷管的外端,在发动机开加力之前,随着推力的增大进行收缩,而开加力时要扩张。尾喷管通过控制气流喷出速度控制推力,并使出口压力尽可能接近外界大气压。扩张管道使超声速气流加速、减压,收缩管道使超声速气流减速、增压。而对亚声速气流恰恰相反。

  有人可能会问,该机用没用推力矢量喷管?之前美国、欧洲的飞翼型无人机,例如X-47B、雷神、神经元,都没有使用推力矢量喷管。而且为了提高隐身性能,都对排气系统进行了隐身化处理,有效地阻挡后部的涡轮叶片。而且飞翼的主要优势在于亚声速巡航效率高,所以上述飞机的发动机也都没有使用加力燃烧室,意图获得超声速性能。S-70使用的AL-31F或者AL-41F系列发动机都可使用推力矢量喷管,这些喷管虽然是轴对称的三维喷管,但都不是全向喷管,只能上下偏转。对于飞翼来说,由于取消了垂尾,最关键的问题是解决航向稳定性和航向控制问题。单发飞翼布局的飞机使用可上下偏转的喷管对此帮助不大。当然,上下偏转的喷管也有利于飞翼无人机进行纵向控制,因为飞翼没有平尾,机翼后缘的升降副翼或者升降襟翼的控制力臂较小,同样不利于纵向配平和控制。用上推力矢量喷管后可辅助纵向配平和控制,但是AL-31F或者AL-41F的推力矢量喷管寿命相对较低(早期的只有24小时),无法全程开启参与配平和控制。而且使用这样的喷管对于飞机整体性能,特别是隐身是有一定影响的,尽管可以用在这架验证机上,起到救急的作用,但并不是长久之计。换个角度说,如果S-70还需要推力矢量发动机协助控制,那说明其气动控制装置是不成功的。

▲俄罗斯媒体分析的参数

  算不算第六代战机?

  有媒体称,“猎人-B”无人机是俄罗斯第6代战机的原型改良版,并认为其超音速飞行速度达到了1400公里/小时。从其使用的带加力的涡轮风扇发动机和高达54度的机翼后掠角来看,似乎有这潜力。但看空天认为,这并非是一种战斗机,所以也谈不上第六代。

  该机采用了典型的飞翼布局方式,这一布局方式是近年来各国航空界争相发展的布局方式。之前美国的X-47B、RQ-170无人机、欧洲多国联合研制的“神经元”、英国的“雷神”无人机都属于这一类型。我们在之前的文章中反复谈到过,飞翼的优势是亚声速的巡航效率比较高,也就是说亚声速飞行阻力小,升阻比高,在相同翼展情况下可获得更的航程,这是德国和美国当年发展飞翼布局飞机的主要目的。此外,这类飞机的隐身性能好,因为这类飞机通常采用背负式进气道,没有垂尾,机身没有明显的雷达反射结构。

  但是飞翼布局飞机超声速并无优势。超声速的阻力主要是波阻,多数飞翼的长细比相对较小,机翼的相对厚度大,不利于降低波阻。如果飞翼进行超声速飞行,那么还会进一步增大纵向控制难度,因为超声速飞行时焦点后移,飞机会更稳定,纵向控制起来就更难。

  飞翼由于取消了垂尾,航向稳定性不佳,如果气动技术没有突破性进展,其大幅度机动不容易控制。因此,目前的这几种飞翼布局无人机均非严格意义上的战斗机,将其称为第六代战机显然是言过其实。这类飞机的主要用途仍然是侦察、监视和对地打击。“猎人”这类无人机,非常适合远程隐身对地攻击、侦察监视等任务。

  俄罗斯国防部说的也很清楚,S-70的主要任务将是使用电光和红外传感器及信号情报系统担负情报、监视、侦察以及电子战任务。美国“战区”网站的报道认为,它的尺寸允许其在内部容纳武器,俄罗斯卫星新闻网则将其称为无人攻击机。看空天认为上述三种说法是靠谱的。

▲该机翼展要比苏-57和苏-27系列飞机都大

  实际战力仍大有问题?

  台湾媒体称,尽管S-70已跨越重大的里程碑,但设计与实际战力仍大有问题。确实,“猎人-B”原本预定今春首飞,但却由于不明原因延后。尽管俄罗斯不断宣称,“猎人”的复合结构和隐形涂层能让它“几近”隐形,但有分析指出,就目前的设计看来,它距离隐形“差得远”。而最明显的问题,就在于发动机配置,其进气口和排气口几乎成一直线,同时根本没有隐身化的排气系统,这些都只会损及无人机的隐形性能。至于机身上令人眼花撩乱的进气口和天线,只会使这些问题变本加厉。

  说他距离实战远确实没错,因为它本身还不是一架打算很快投入实战的飞机。从目前S-70的状态来看,它很可能只是一架初期的验证机,而非某种型号的原型机,有一些设计确实比较粗糙,而且使用了现成的装备,这恐怕也是其分步骤、分状态研制的策略造成的。

  美国在研制X-47B的时候也是采用“拿来主义”,直接使用了现役飞机的起落架、尾钩等。对于俄罗斯来说,研制这种隐身飞翼无人机最主要的问题仍然是飞行控制,因为取消了垂尾之后,多数控制面都位于机翼后缘,这些控制面之间相互耦合,飞行控制对于飞翼布局飞机来说是最关键的。这样先让飞机飞起来,进行基本的飞行测试就十分重要了。

  对俄罗斯来说,发动机的适应性改进,机身的隐身技术细节改进,包括机身上的各种保形天线、传感器等细节设计都并非无法克服,毕竟网友看出来的问题,苏霍伊也能发现,只是需要时间和资金来解决。

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