“利剑”首飞,我们有了隐形无人攻击机

来源:《中国青年报》作者:刘诚 李伟发布时间:2013-11-29 08:47

11月21日,中国“利剑”隐身无人作战攻击机成功进行了首次试飞。这使我国成为继美法英之后,第四个试飞隐形无人攻击机的国家,意味着中国已经实现了从无人机向无人作战飞机的新跨越。

飞翼布局性能优越

“利剑”无人机是我国顺应无人机的隐身化、智能化和精准化发展趋势而研制的新型、高性能对地攻击型无人作战飞机。它将隐形化与无人化融为一体,被视为战机行业精英中的精英,空中作战利器中的利器。

“利剑”采用具有蝙蝠式外形的无尾飞翼式布局结构,酷似科幻大片中的未来战机,与美国海军的X-47B无人机十分相似。无尾飞翼加机背进气道设计是无人隐身作战飞机的标志性设计,这种翼身融合的设计具有阻力小、升力大、机动性强等特点,能够较好地兼顾隐身、航程、载荷等多方面性能。目前,世界上的主流隐形无人机,包括美国的X-47B、法国主导的“神经元”、英国的“雷神”等,无一例外采取了这种布局。

飞翼式布局没有垂直尾翼和平尾,不仅可以降低飞机的结构重量,也不会产生垂尾与机身的角散射、镜面散射,减弱了雷达电波的反射源。在同样展弦比的情况下,飞翼式布局的升阻比大约是常规布局的1.4倍,因此,这种结构巡航升阻比高,航程性能好,可以提高飞机的载荷,保证飞机具备较强的攻击能力。

“利剑”的进气道和X-47B、“神经元”等无人作战飞机一样,采用了背负式上下S形的进气道,就是进气道位于机体背部,向下进入机体然后再进入发动机。这种背负式进气道能增加机身容积,提高结构效率。进气道明显后掠,是为了提高进气口的隐身能力,它的原理与加大机翼后掠角减少回波强度的道理是一样的。

“利剑”机身上下表面在展向上与机翼表面和缓过渡,融合为一体,整个表面光滑顺畅,没有明显的界限、鼓包、缝隙等,这种制造工艺水平进一步提高了飞机的隐身性能。

它的机身大量使用各种复合材料和新工艺,机身重量轻,吸收雷达波的频带宽,有利于提高其隐身性能。机腹部位装有合成孔径雷达,并设有内置武器舱,可以携带一枚或数枚精确制导炸弹执行攻击任务。

机背上方凸起的球状部位是一块明显的灰色区域,与机身形成了鲜明的对照。这里安装着卫星通信系统,机头下部装有光学监视系统。这些都使“利剑”不仅具有较强的自动跟踪、侦察能力,而且可以对敌后纵深高价值目标进行定点式精确打击。

可见,“利剑”的结构特点决定了其主要作战任务不是侦察监视,而是突破敌方严密防空体系、打击敌方纵深高价值目标。这标志着我国正式进入无人机研发领域的世界顶尖行列,说明我国航空工业的技术水平又有了新的重大跃升。

隐身能力仍需提高

“利剑”无人机的首飞,标志着中国新一代隐形无人攻击机已横空出世,但与国外同类型战机相比,“利剑”仍有一些不足之处。

隐形无人机的主要散射源集中在翼身结构和尾喷口上,而后者恰恰是“利剑”的弱项。“利剑”后部的发动机尾喷口是其机体上最突兀的一部分,它没有采用隐形化的遮蔽处理,而是直接裸露在外。这样,尾喷口的高温就会成为敌方红外探测器的目标。

为什么会是这样?根本的原因恐怕还是受发动机的制约。“利剑”的单发动机是俄制RD-93涡扇发动机。该发动机保留了尾部收敛片,加力燃烧室占发动机的长度比例较大,会占据机体过多的空间,增加飞机内部布置的难度,还会使机体过大,从而影响飞机的起降性能。而加力燃料室是用于保证战斗机超音速冲刺的,这样的冲刺会消耗大量燃料,降低飞机的航程,而隐身无人作战飞机的基本要求之一就是有较大的航程、滞空时间和作战半径,其飞行包线非常狭窄,基本上局限在高亚音速范围内,所以,不需要使用加力。目前我国还缺少适合隐身无人作战飞机使用的中等推力涡扇发动机,如果去掉RD-93的加力燃料室,就会存在一定的技术风险,这对于一架新机来说是无法接受的。

反观同行中的翘楚X-47B,就对发动机尾喷口采用了隐形设计。由于没有收敛片,尾喷口能与机身浑然一体,降低了红外辐射。但付出的代价是,X-47B放弃了发动机的加力推力功能,只能以亚音速飞行,而且加速能力很一般。不过,为了不被敌方的雷达发现,这些代价被认为是值得的。

“利剑”发动机外置、对喷气口这一高热位置没有进行重点处理,也从另一个侧面说明,我国并未完全掌握隐形无人攻击机用发动机的遮蔽式设计技术。一些人甚至认为,“利剑”目前还不能与欧美无人攻击机相匹敌。一些专家表示,未来“利剑”的发动机将是我国正在研制的10吨级新一代中等推力涡扇发动机。届时,“利剑”的隐身能力将会有一个大的提高。

当然,造成这一现象还有另一个重要原因,那就是“利剑”无人机没有后向隐身的迫切需求。“利剑”针对的潜在对手防空纵深很浅,其雷达基本就是一线部署,“利剑”从大陆飞向目标时,不会有雷达从后面照射过来。因此,“利剑”只要做到较好的正面隐身效果,就可以在作战中有效隐蔽自己。

我国的国情也决定了中国的无人机需要在隐身与价格上寻找平衡点。无人机的突出优点之一就是价格较低,作战时,在经济上损失得起。如果把无人机设计得过于精细,所有的技术指标都按照最理想的状况来设计,势必会造成成本过高,使无人机的价格优势大打折扣。因此,研制隐身无人机,并不是技术水平越高越好。从这个角度上说,“利剑”在尾喷口等细节设计上较为粗糙,也有其合理的成分。

三大用途前景广阔

“利剑”是我国第一款真正意义上的攻击无人机,是为我国空军和海军航空兵执行作战任务而设计的。其个头并不大,翼展为14米左右,作战半径上千公里,最大载弹量、最大航程,与X-47B相当。“利剑”可用于执行续航时间长、需在目标区域逗留多个小时的长距离飞行任务。服役后将能极大扩展我军的对地打击手段,增强我军的作战能力。从性能特点看,未来“利剑”的主要用途将体现在以下三大方面:

一是舰载战机。就是成为航母的舰载攻击机,担负起远程巡逻、警戒和攻击任务,构成海上防御、拦截、联络通信体系的重要环节,为航母保驾护航。中国航母的发展迫切需要能搭载在航母上的隐身无人攻击机。一旦航母上有了“利剑”,航母战斗群就可充分利用自身大范围机动的优长,进一步拓展“利剑”无人机的作战半径,有效发挥“利剑”隐身突防能力强、战备等级高、无需顾忌飞行员长时间飞行中的疲劳和伤亡等突出优点,提高航母的作战能力。

上舰后的“利剑”无人机还可与有人战斗机混编、搭配使用,提高舰载机联队的监视、侦察、情报收集和打击能力。由于体积小、重量轻、价格低,在同一艘航空母舰上可以搭载很多架“利剑”战斗机,从而大幅度提升战机的出动数量和规模,还可以避免有人飞机被击落而遭受的较大损失。

当然,“利剑”无人机也存在着机动性、尤其是回旋速度受到限制,在复杂战场环境下判断、决策和应变能力比不上经验丰富的驾驶员等先天不足。所以,把“利剑”和有人机的优势结合到一起,让二者充分发挥自己的特长,是中国航母的期盼。

我们知道,在移动的航母上降落比在机场着陆复杂得多。要想在航母上降落,就需要无人机具有更强大的硬件和软件,特别是可靠、先进的精确着舰系统。“利剑”的起落架舱布局和起落架结构明显考虑了上舰的需要,未来其上舰的可能性很大。因此,“利剑”无人机在逐渐完善飞控系统后,很可能会展开舰载型号的研发。

二是前沿威慑。就是把“利剑”部署在东海、南海等热点区域的前沿岸基机场。无人机非常适合执行长时间海上侦察任务,而“利剑”的作战半径能够覆盖钓鱼岛等争议岛屿及周边海域,因此,可以将第一岛链纳入其作战范围,必要时可对对方布置在第一岛链内的岸舰导弹等重要目标实施威慑性打击。这样既增加了对方防御的压力,也可避免派出有人作战飞机而导致作战成本的增加。

同时,还可以充分发挥隐身无人机突防能力强的优长,飞往前线或深入敌后纵深,对高价值地面目标、防空武器、坦克集群、地面部队集结点等实施打击,一击毙命;或对防空密集程度很高的重要地面目标或海上目标实施先期打击,为其他火力的后续作战行动创造有利条件。

三是边境防卫。也就是部署到高原等边境地区,维护边境地区安全。我国的边境线漫长。在高原边境地区,由于自然环境恶劣,人力巡逻困难,很容易造成漏洞。无人机没有高原反应,也不怕山路崎岖,能够在高危地区长航时、低成本运行,常年高强度反复执行远程侦察监视、巡逻、威慑等任务,为维护边境安全稳定发挥重要作用。

此外,“利剑”隐身无人机也可用于各种非战争军事行动中,执行目标指示、空中监视及搜救,以及海上反恐、反海盗等任务。

(作者单位:国防大学)



【责任编辑:牛锐利】

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