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神秘的MQ-25“黄貂鱼”

发布时间:2018-06-12  原作者:晨枫   点击数:

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  波音方案是唯一有实物的,也是最引起人们兴趣的。波音方案采用罗尔斯-罗伊斯AE3007N高涵道比涡扇,推力只有40kN,是三家中最低的。波音声称现有方案轻易超过美国海军的可输送燃油量要求,还有余量,反映了高超的气动效率?;痪浠八?,波音设计以比洛克希德飞翼更低的起飞重量和推力要求达到了大体相同的可输送燃油要求,这是很高的气动设计功力。

这个地坑式进气口和菱形的机体很有意思
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Tacit Blue是最早使用下沉式进气口的,但进气口的启动是大问题,需要前面有一架C-130用螺旋桨“鼓风”"
Tacit Blue是最早使用下沉式进气口的,但进气口的启动是大问题,需要前面有一架C-130用螺旋桨“鼓风”"

  AE3007N是90年代的设计,得到双发的塞斯纳“奖状X/X+”和巴西航空“传奇600/650”公务机的采用,也是诺斯罗普“全球鹰”的发动机,美国军用型号F137,所以可靠性和军用认证不是问题。但在舰载机发动机中这依然是独特的,与舰上保障体系还是不一致,所以在这一点上还是不如洛克希德方案的F404。不过AE3007N的核心发动机与MV-22“鱼鹰”的AE1107(美国军用型号T406)相同,问题也没有那么大。

  尽管通用原子和洛克希德方案都有UCLASS的渊源,波音方案可算直接来自UCLASS。这在独特的“地坑”一样的下沉式进气口设计上反映出来。波音方案的进气口不仅在机背,而且与上表面齐平,除非俯视,在任何其他角度都不可能看到进气口。这是最极端的隐身设计,诺斯罗普早年的Tacit Blue隐身技术研究机采用的是类似的设计,当然要更加粗陋一些。

  下沉式进气口要保证可靠进气是巨大的挑战。在理论上,只要发动机开动起来,开始抽吸,就可以建立稳定的进气气流。在实际上,发动机本身就对进气的冲压作用有所期望,这与可靠进气需要发动机的抽吸是矛盾的。在Tacit Blue时代,地面启动时,需要一架C-130停放在前面,用螺旋桨为Tacit Blue的进气口“鼓风”,才能可靠地启动发动机。饶是如此,依然不可能做大迎角或者机动飞行,实在是无法保证可靠进气。

  波音在CBARS已经没有隐身要求的情况下,依然采用这一科幻级技术,显示了巨大的信心。波音是如何解决这一难题的,现在还是个谜,可能采用了某种引射控制技术,像引射控制(而不是挡板控制)的发动机推力转向一样。也可能是机头具有像潜艇在水面航行时一样的上浪作用,利用精巧的气动设计实现了气流对进气口弯曲下沉表面的吸附。

  在基本飞机格局上,波音方案也介于BWB和传统的机体-机翼布局之间。波音对无尾飞翼不陌生,波音“幽灵射线”最后发展成为X-45C。波音的BWB经验更是业界领先,也是NASA的BWB研究计划的执行公司,X-48的试飞都已经结束了。但在JSF计划中被迫在最后一秒钟把无尾三角翼的X-32改为有尾之后,波音对无尾布局上舰敬而远之了。哪怕V形尾,也要有尾。波音CBARS方案是有尾的,采用V形尾。

  波音方案的特别宽大肥厚的机体很接近BWB,但与机翼的对接很清晰,这又不像BWB。前面或者侧面看像一条肥大的鲸鱼,平面呈截稍菱形,内部容积巨大,本身产生一定的升力。大展弦比的细长机翼则具有滑翔机一样的升阻比,特别适合超长航时与超远程飞行。这显然是从UCLASS的要求继承下来的。不过大展弦比机翼不适合翼内油箱,离翼根很近的折叠线更是打消了大容积翼内油箱的一切念想,完全依靠特别宽大肥厚的机体内部容积。折叠段的机翼一般不用作翼内油箱。

  波音方案的浅V形尾翼与相对高大的通用原子深V形不同,顶端与圆滚滚的机体顶点差不多齐平,产生升力的作用因此大于深V形,但方向稳定性就要更多地靠飞控的功力了。波音对浅V形尾翼不陌生,麦道JSF方案就是这样的。

波音MQ-25与“超级大黄蜂”的尺寸对比
波音MQ-25与“超级大黄蜂”的尺寸对比

  波音方案的气动效率还可由机翼看出。同样采用大展弦比机翼,通用原子还需要用翼梢小翼进一步增加升力,波音则不需要。翼梢小翼相当于额外的翼展,代价是更大的阻力,甲板上空间紧张,翼展过大是个麻烦。这不是通用原子无能,而是基本起飞重量更大的缘故。对于飞机来说,一轻遮百丑。

  波音方案的隐身潜力也显著高于通用原子方案,甚至不亚于无尾飞翼的洛克希德方案。扁平菱形机体的周边是符合隐身原则的尖锐折边,低矮的V形尾也接近无尾。细长而平直的机翼是一个问题,但处理得当的话,这也不是致命的。像一张饼子扛着两根筷子的洛克希德RQ-3“暗星”也有大展弦比机翼,从来没有人质疑其超级隐身的性能。

波音方案的隐身潜力也显著高于通用原子方案,甚至不亚于无尾飞翼的洛克希德方案
波音方案的隐身潜力也显著高于通用原子方案,甚至不亚于无尾飞翼的洛克希德方案

  波音对甲板运作的控制方式讳莫如深,但波音对自主技术不陌生,1988年首飞的波音“秃鹰”就是高度自主的长航时无人机。波音购入麦道之后,拥有与诺斯罗普-格鲁曼齐肩的舰载机经验。波音方案的起落架来自F-18E/F,宽大的机体使得轮距很大,较长的机体使得主起落架与尾钩的距离很长,适合着舰使用。

  与另外两家一样,左翼根下是加油吊舱,右翼根下是通用挂架,可挂载副油箱、传感器吊舱或者外挂武器。

  不过波音方案有实物了,但并没有飞起来,也没有明确的试飞计划。波音或许在等待美国海军投资,才开始很烧钱的试飞。波音方案的问题在于与UCLASS联系太紧,设计没有为CBARS最优化。这可以是双刃剑。如果美国海军严格坚持加油机原则,严格以最低成本和最高可靠性出发,波音方案容易落??;但如果美国海军对从CBARS发展出UCLASS 2.0更感兴趣,波音方案的出线希望就大了。从波音角度出发,利用CBARS验证下沉式进气口和在实用中获得认可,是对下一步研发的铺垫。下沉式进气口还对隐身巡航导弹具有特别的意义。

  从美国海军角度出发,放弃一步到位的UCLASS,改为两步走,而第一步为CBARS,这是稳妥的,但第一步也毕竟是为第二步铺垫的。第一步如何向第二步过渡,取决于大型无人机上舰是否顺利。如果这本身最终成为超过预期的挑战,那UCLASS 2.0就要缓一缓了。否则,第一步直接迈到一步半,加速向第二步的过渡,这对美国海军最终是有利的。在近年来数不清的海军战略研究中,超远程、高度隐身的无人作战飞机是未来舰载空中力量的尖刀。美国海军在急切地盼望这一天早日到来,而三个公司正在自己书写自己未来的剧本。

  在现有的三个CBARS方案中,通用原子方案和波音方案处在两个极端,前者最低风险,最低成本,也最低潜力;后者正好相反。洛克希德方案居中。但这不是两全其美的居中,最大的难题是要迈过无尾飞翼上舰这一关。

  隐身是个微妙的问题。三个方案在基本构型上的隐身潜力各有高低,但常见的隐身细节都缺失,可能是为了降低成本的缘故,需要的时候再加回去不是问题,尤其是波音和洛克希德方案。但结合隐身的气动设计就不是想加回去就容易加回去的,所以才有了波音和洛克希德的“不隐身的隐身加油机”这么个怪东西。

  CBARS计划在2017年7月21日批准,10月4日发布RFP,2018年8月将发布最后选择。要求最后入选公司提供4架飞机,2021年首飞,2026年达到初始作战状态。计划订单数量达到72架。

  美国海军的最后选择不仅影响参选公司的命运,也影响未来舰载无人机的方向,值得密切关注。这条黄貂鱼不简单。

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