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自主飞控精准起降 “天鹰”无人机匿踪长空瞰敌情

2019-01-14 03:18:40大公报 作者:马浩亮
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中国自主研制的第一款全隐身、长航时、飞翼式无人机“天鹰”试飞视频新年初首次公开。除了具有完整隐身外形之外,“天鹰”无人机的飞控系统采用了全自主控制技术,能够全自主精准起降、飞行、返航,并完成特情处理。这些优势,令“天鹰”未来将成为战役战术层面穿透敌方防空系统执行抵近侦察任务的隐身利器。
 
2019新年伊始,中国航天科工集团三院302所首次发布了“天鹰”飞翼隐身无人机首飞视频。“天鹰”无人机在2018年2月9日就首飞成功,时隔近一年才对外公开。航天科工三院,即飞航技术研究院,是中国主要的飞航导弹(即有翼导弹)和巡航导弹科研生产基地,知名产品包括鹰击-8、长剑-10系列导弹。
 
遮挡尾喷管涂装吸波材料
 

天鹰隐身无人机

“天鹰”实现了完整隐身外形的飞翼无人机。飞翼式布局隐身性能好,RCS(雷达散射截面积)小,可减少被雷达发现的概率。“天鹰”无人机采用上部进气道设计,机体下部无腔体,从而对下方照射来的雷达波形成漫反射,进一步降低被发现的概率。
 
中国第一款飞翼隐身无人机是2013年首飞成功的“利剑”,由中航工业旗下沈飞公司和洪都公司联合打造,但其尾喷管直接暴露在外,未采用任何隐身修形措施。由於隐身无人机高度较高,机体下部是主要受地面探测威胁的主要部位,尾喷口的高温容易被敌方探测。而“天鹰”机鼻上方锯齿状进气口和机尾多边形尾喷管,都作了遮挡处理,机体表层涂装吸波隐形材料,具备了全向隐身能力。
 
“天鹰”的另一大突出特点是飞控系统。由於机身粗短,缺乏垂尾,飞翼布局飞行器先天存在航向稳定性和纵向操纵性问题。而“天鹰”采用了全自主控制技术,这对於长航时飞翼布局无人机来说至关重要。能够全自主起降和飞行,其飞控系统能根据传感器信息自主检测飞机状态,进行系统容错与重构,完成特情处理。
 
具大航程长航时优势
 
较之“利剑”以及研发过程中的“彩虹-7”,“天鹰”体型相对较小,翼展约为12米,基本上与美国的RQ-170无人机相当。“天鹰”最大起飞重量为3吨,可长时间巡航飞行,采用轮式自主起降,具有高隐身、长航时、全自主、低成本、作战半径大等特点。
 
“天鹰”定位是一种具有临空侦察能力的隐身无人侦察机,可携带光电和雷达侦察载荷,能够穿透严密的防空体系,在高威胁战场环境下对重要目标实施渗透,或抵近战役战术侦察,完成目标搜索、探测、监控、指示引导和打击效果评估。
 
“天鹰”无人机最大的优势在於大航程和长航时,主要任务是侦察而非规模的精确打击能力,因此除去侦察和通信等设备之外,“天鹰”没有设计机腹弹舱。“天鹰”无人机总设计师马洪忠此前曾表示,“天鹰”结合了隐身能力、飞翼布局、高空高速飞行几个特点,最基础的功能是在严密的对抗体系和高威胁环境下获取情报信息。未来随着系列化的发展,也有可能把“天鹰”发展成察打一体、具备攻击能力的型号。
 
隐身无人机“三剑客”互补空战阵容

彩虹-7无人机

隐身无人机被认为是未来空中作战的核心装备,将对战争模式产生较深刻影响。中国几大主要的军工巨头亦在此领域展开角力:航空工业系统有中航工业集团的“利剑”,航天工业系统有航天科技集团的“彩虹”、航天科工集团的“天鹰”,构成飞翼隐身无人机主流阵容。三者的功能定位不同,在无人机谱系中形成协作互补。
 
“彩虹”系列此前的机型,包括有“炸弹卡车”之称的彩虹-5及去年在珠海航展上展出模型的彩虹-7。
 
彩虹-7具有很强的隐形与突防能力及强大的武器挂载能力。其设计定位是战略级别的信息保障、精确打击的察打一体大型无人机。可在高危环境下执行火力压制、电子作战、侦察监视、长时间预警、直接打击或引导武器打击战场高价值目标。据悉,彩虹-7已完成初期论证,开始研究制造阶段,预计2019年即将首飞。
 

利剑隐身无人攻击机
 
“利剑”隐身无人机於2013年11月首飞成功。“利剑”更侧重攻击能力,翼展为14米左右,最大起飞重量可达10吨,机腹弹舱经过特殊设计,载弹量远超彩虹-5。
 
除了执行远程、长航时的侦察任务,“利剑”可用空对地导弹或炸弹对敌防空武器实施压制,针对各种海上、陆地目标实施有效打击。
 
“天鹰”属於战役战术级侦察机。其相对较小的机型,也便於较容易地投入在航母上使用。
 
国产TBCC发动机提供强劲“心脏”
 

 
图:中国自主研发的TBCC发动机在成都飞机设计研究所完成试飞验证/网络图片
 
中国自主研发的TBCC发动机,日前在成都飞机设计研究所完成试飞验证。这种发动机集合了涡轮发动机和超燃冲压发动机两者的优点,可支持飞机以高达6马赫的速度飞行,将为发展下一代高超音速无人机或巡航导弹提供动力十足的强劲“心脏”。
 
TBCC发动机,即涡轮基组合循环发动机(Turbine-BasedCombinedCycle),突出特点是可以在几种发动机模式之间进行切换,以满足飞行器在不同状态下要求。在低速情况下,以涡喷发动机模式工作,让飞行器可以在普通飞机跑道上起降。进入高空以后,则切换到冲压发动机模式工作,并将速度进一步增加到3马赫以上。
 
TBCC发动机被视为高速飞机、无人机、巡航导弹理想动力系统,主要用於高超音速巡航导弹和大型无人机。美国洛克希德─马丁公司一直在致力於使用TBCC发动机系统来研制新型高速察打一体的无人机SR-72。SR-72的最高速度为6马赫(约6436千米/时),超高飞行速度使SR-72避免拦截攻击,同时能够从约24.4千米的高空打击目标。
 
此次成飞TBCC发动机的重大进展,为中国版“SR-72”储备了重要基础,下一步将进入“飞机─发动机”一体化集成设计测试阶段。
 
轰-6K加载自研“炸弹之母”
 
 
图:中国兵器工业集团宣传片近日发布,一枚超级炸弹被投在地面产生巨大的火球和黑烟/资料图片
 
最近,中国兵器工业集团的宣传片引发外媒关注。片中一枚巨型炸弹被投在地面上,产生巨大的火球和黑烟,炸弹体型庞大,以至於“轰-6K”轰炸机的弹舱都只能容纳1枚,超出了此前已知的解放军现役炸弹,是中国测试的威力最强大的非核炸弹。这枚超级炸弹也被称为“中国版炸弹之母”。
 
2003年,美国为伊拉克战争开发了超级炸弹GBU-43/B,被俗称为“炸弹之母”(MotherofAllBombs)。弹体长达9米,属於温压炸弹,依靠冲击波而非金属碎片来造成伤害,是美军武器库中最强大的常规武器。2017年4月,美国空军特种作战部队一架MC-130战斗机在阿富汗东部掷下了一枚超过2万磅(约10吨)精确制导“炸弹之母”大型空爆炸弹,摧毁极端组织藏匿的隧道和基地。
 
为与美军抗衡,2007年,俄罗斯宣布测试了威力更大的“炸弹之父”(FatherofAllBombs),爆炸当量高达44吨TNT,是美国“炸弹之母”的4倍。而美国“炸弹之母”因过於庞大,只能依靠运输机送到目标区域空投。从宣传片看,中国超级炸弹比“炸弹之母”小,因而可装载於轰-6K弹舱内。
 
军事专家曹卫东认为,中国的安全威胁主要来自海上方向,未来超级炸弹的发展方向主要是具有打击移动目标和具备变轨的能力,可打击航母编队。

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