在我國70周年閱兵式上曝光了一款有特殊意義的無人飛行器無偵8,它別具一格的造型讓人耳目一新,眼前一亮。
無偵8的高升阻比外形
在無偵8之前我國只有殲8改裝的殲偵8在艱難的承擔(dān)高空偵察的重任,性能與無偵8不可同日而語。
雖然現(xiàn)在衛(wèi)星的偵察能力已有極大提高,但生存能力和靈活性較差,仍無法替代偵察機(jī)。當(dāng)今世界能同無偵8相比較的,只有大名鼎鼎的黑鳥了,只有比較才能更好的理解無偵8,這比列舉一大堆枯燥乏味的數(shù)據(jù)更加形象、生動。以下將試著從氣動布局、發(fā)動機(jī)、材料以及速度和高度(這二者密不可分,合并討論),這四個方面來逐一解析。
第一,從氣動布局上看,無偵-8造型十分特殊,是有尖銳三角翼的飛翼布局,兩臺發(fā)動機(jī)完美的融入機(jī)身,看上去渾然一體,沒有任何突出物。兩個垂直尾翼位于主翼兩側(cè),為高速飛行提供了充分的航向穩(wěn)定性。很明顯,這是一種高速飛行的無人機(jī),除此之外,它還有優(yōu)秀的隱形設(shè)計,單是沒有進(jìn)氣道一條,已經(jīng)是無可比擬的先天隱身優(yōu)勢了。
黑鳥只是后機(jī)身采用了三角翼,機(jī)翼還突兀的塞進(jìn)了兩臺巨大的J58變循環(huán)發(fā)動機(jī),且融合程度不高,稱不上整機(jī)升力體,仍然屬于傳統(tǒng)布局。
黑鳥的機(jī)身融合度并不高
作為有人偵察機(jī)的黑鳥雖然達(dá)到了理論上的“雙三”標(biāo)準(zhǔn),但這個飛行高度和速度都超出了人體可承受的范圍,兩名成員必須穿著全密封的飛行服,跟宇航員類似。而且龐大的座艙還要降溫,營造適合的駕駛環(huán)境,圍繞著飛行員增加的重量非常可觀。
這一切導(dǎo)致黑鳥體積重量太大,最大起飛重量78噸,最大爬升率卻只有僅60 m/s,翼載達(dá)460公斤/平方米,使得黑鳥的航程僅4800公里,尚不及轟6。
而無偵8不受有關(guān)飛行員的一切限制。飛翼布局又帶來了較大的升力和載荷,最終以遠(yuǎn)小于黑鳥的體量達(dá)到遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過黑鳥的速度及航程。
第二是發(fā)動機(jī)。黑鳥用的是龐大復(fù)雜的渦噴沖壓變循環(huán)發(fā)動機(jī),但是因沖壓發(fā)動機(jī)沒有壓氣機(jī),不能在靜止的條件下起動,必須與渦噴發(fā)動機(jī)配合使用,成為組合式動力裝置。但費這么大勁弄出來的發(fā)動機(jī)推力卻不怎么樣,沖壓速度為3倍音速時,在地面產(chǎn)生的靜推力也只有200千牛。這使得黑鳥推重比不高,加速性欠佳。沖壓發(fā)動機(jī)的優(yōu)勢在于能持續(xù)提供比渦噴發(fā)動機(jī)開加力還要大的推力,維持長時間高速飛行。
無偵8的發(fā)動機(jī)是兩臺液體火箭發(fā)動機(jī), 沒有進(jìn)氣道及其調(diào)節(jié)裝置,省掉了黑鳥巨大的進(jìn)氣調(diào)節(jié)錐,但要攜帶氧化劑,氧化劑和燃燒劑必須儲存在不同的儲箱中。
無偵8的尾噴管
沖壓發(fā)動機(jī)進(jìn)氣速度為3倍音速時,理論上僅可使空氣壓力提高37倍,液體火箭發(fā)動機(jī)則完全沒有這個限制。因此,液體火箭發(fā)動機(jī)的燃燒室溫度可達(dá)3000~4000℃,而沖壓發(fā)動機(jī)的燃燒室溫度僅2000多度。因此液體火箭發(fā)動機(jī)在推力上有很大優(yōu)勢。
吸氣式發(fā)動機(jī)的爬升性、加速性無法與火箭發(fā)動機(jī)相比。不適合戰(zhàn)損評估之類對時間敏感的任務(wù)。
且無偵8采用的新型液體火箭發(fā)動機(jī)能反復(fù)起動、控制推力大小、工作時間更長,火箭助推到臨近空間后可再通過滑翔來增加航程和滯空時間。
新型火箭發(fā)動機(jī)使導(dǎo)彈與飛機(jī)的界線變得模糊,無偵8可以是一架高速飛機(jī),也可以是航程加倍后的一枚導(dǎo)彈。
再就是材料,黑鳥機(jī)體材料的93%為鈦合金, 非常昂貴,造價20億美元,注意!這可是60年代的20億美元,因此它僅僅生產(chǎn)了32架。無偵8則采用了碳纖維復(fù)合材料,性能遠(yuǎn)非當(dāng)年黑鳥不成熟的鈦合金可比。
最后是速度和高度。進(jìn)行偵察時必須深入敵方控制區(qū),因此就必然會面對敵方的各種防空系統(tǒng),所以無偵-8的速度和高度必須能夠保證它在對手密密麻麻的防御網(wǎng)中游刃有余,全身而退才行。
當(dāng)代防空系統(tǒng)對偵察機(jī)提出了更高要求,現(xiàn)在不是60~70年代,防空導(dǎo)彈剛起步那會,只能攔截3萬米以下,速度不超過2倍音速的空中目標(biāo)。先不提周邊比較先進(jìn)的防空/反導(dǎo)系統(tǒng),如愛國者、薩德、標(biāo)準(zhǔn)、S-300/400系列。打雙3類的空中目標(biāo),連臺灣比較渣的天弓系列導(dǎo)彈都能做到。
超音速與高超音速的分界點5馬赫其實是對沖壓發(fā)動機(jī)而言的,是亞燃與超燃理論上的分界線,火箭發(fā)動機(jī)則完全沒有這個限制,我國的吸氣式發(fā)動機(jī)水平落后,但火箭發(fā)動機(jī)尤其是液體火箭發(fā)動機(jī)并不比世界先進(jìn)水平差多少,無偵8的新型發(fā)動機(jī)又使液體火箭煥發(fā)出了新的生命力。拋棄了華而不實,復(fù)雜而不靠譜的沖壓噴氣發(fā)動機(jī)。
因此,無偵-8的飛行速度不僅應(yīng)該超過5馬赫,還很有可能達(dá)到七八個馬赫,人類迄今為止速度最快的有人駕駛飛機(jī),并不是3馬赫的“黑鳥”,而是美國的X-15火箭動力試驗機(jī),速度可達(dá)6馬赫以上,這還是在上世紀(jì)60年代的水平,而不需要考慮載人的“無偵-8”速度達(dá)到7-8馬赫,是很有可能的。
再就是高度, 一些新銳的防空反導(dǎo)武器,比如薩德S-300/400等,其最大攔截高度都超過30千米,以色列箭2攔截高度也有八九十公里,標(biāo)準(zhǔn)3更是超過了100公里。
但目前世界范圍內(nèi)的防空/反導(dǎo)武器都不能有效應(yīng)對臨近空間武器裝備,無偵-8如果能在臨近空間進(jìn)行高超音速滑翔,則機(jī)動范圍更寬廣,飛行軌跡飄忽不定,目前的各種攔截彈拿它沒有辦法。
1998年黑鳥戰(zhàn)略偵察機(jī)已全部退役,繼任者就是傳說中的曙光女神,但近年來的種種跡象表明,美國的超燃沖壓發(fā)動機(jī)研發(fā)似乎遭遇了瓶頸,一直處在試驗狀態(tài),在龍卷風(fēng)中點燃一根火柴何其困難,這其實也在意料之中。我國的無偵8另辟蹊徑,在高超音速飛行器領(lǐng)域開辟了一片新天地。
無偵8主要的使命是快速戰(zhàn)略偵察,在敵重要目標(biāo)上空獲得至關(guān)重要的圖像、雷達(dá)情報,還可以緊密跟蹤敵水面艦艇的動向,為新一代高超音速導(dǎo)彈指示目標(biāo),而軌跡呆板的衛(wèi)星戰(zhàn)時極有可能遭到標(biāo)準(zhǔn)3先發(fā)制人的打擊。
除了快速偵察,無偵-8還必須能配合DF-17/21/26等中程彈道導(dǎo)彈進(jìn)行戰(zhàn)損評估,由此我們可以判斷無偵-8的航程應(yīng)該是大于5000千米的。
既能在大氣層又能在臨近空間活動的無偵8已經(jīng)有了空天飛機(jī)的特征,可以看作是我國對空天飛行的初步探索。(作者署名:飛帥)