来自沙漠的惊喜_风闻
晨枫-军事撰稿人-古今多少事,都付笑谈中2018-12-23 02:58
看到消息 阿尔及利亚购买的阿联酋无人机 评论 5 国际,意外地发现阿联酋的Yabhon无人机采用了少见的串列翼布局。
第一眼看去,Yabhon无人机最大的特点是高高扬起的机头
再仔细看,这是少见的串列翼,前后机翼都有很大的翼面积,都产生升力
常见飞机的机翼在前,用于产生升力;平尾在后,用于控制俯仰。鸭式布局对调一下,控制俯仰的鸭翼在前,产生升力的机翼在后。平尾或者鸭翼产生的升力都可以忽略不计。但串列翼的前翼和后翼都产生升力,都用于控制俯仰,所以产生升力的效率很高,特别适合短距起落、低速长航时飞行。双翼也有这个特点,但串列翼的构型自由度更大,可以玩出很多花样。
串列翼当然可以前翼、后翼在同一高度,前翼对后翼有遮挡,后翼的气动效率降低
也可以低前翼、高后翼,这样不仅前后翼之间没有迎风方向的遮挡,前翼的下洗气流也不会干扰后翼
也可以高前翼、低后翼,前翼的下洗气流对后翼起增升作用,Yabhon无人机就是这样的
同一高度的串列翼在气动上不利,前翼对后翼有遮挡,但结构上可以用发动机短舱或者其他结构件把前后翼连在一起,加强结构刚度,改善受力分布,间接改善气动效率。低前翼、高后翼不仅前后翼之间没有遮挡,前翼的下洗气流也不影响后翼,气动设计比较纯净,飞控简单。高前翼、低后翼也没有前后翼之间的遮挡,但高前翼的下洗气流对低后翼有增升作用,气动效率更高。不过前翼的下洗气流随飞行状态而改变,增升作用随之改变,这不仅是对飞控的挑战,也限制了机动性,所以只适合相对恒定速度、低机动性的使用场合。另外,串列翼的阻力较大,也限制了最高航速。对人来说,性格决定命运;对飞机来说,构型决定性能。看外形,就知道Yabhon无人机的设计重点在于短距起落、长航时、低速、低机动性。
果不其然。
这是中空长航时(建成MALE)无人机,有阿联酋的ADCOM公司设计。公司是2002年建立的,这是对美国拒绝向阿联酋出售无人机的回应。公司的技术力量来源和外援情况不明,但现有Yabhon United 40、Yabhon Flash 20、Yabhon R等产品,其中United 40是目前的最高端产品,主要用于侦察、监视、战损评估、通信中继等任务。
United 40在2011年首次在阿布扎比防务展上推出,2013年3月首飞。United 40具有固定的前三点起落架,前后翼都是大展弦比的细长机翼,好像滑翔机机翼一样,具有很高的升阻比。
这到底是双发,还是单发?为了加深迷魂阵,飞机上还特意都标明United 40
发动机的数量和安装位置有点令人困扰,公开报导和图片有前翼上的双发和机尾单发两种布局,而且机体上都表明United 40。单发版采用四冲程、水平对置、气缸气-缸头液冷的Rotax 914UL汽油发动机,5分钟超载功率115马力,连续功率100马力。双发版的发动机情况不明。
据报道,机长11.13米,机高4.38米,翼展20米,总翼面积24.3平方米,空重520公斤,最大起飞重量1500公斤,机内油箱容积900升。失速速度50公里/小时,巡航速度75-220公里/小时,巡航高度7000米,续航时间最高可达120小时。与中国的彩虹-5相比,各有长短。
翼下有两对小弹舱,各可容纳100公斤弹药,集体下可以吊挂大型弹药,机内可安装光电侦察系统或者合成孔径雷达。
毫无疑问,对于没有航空工业基础的阿联酋来说,Yabhon United 40代表了很高的成就,其性能对低烈度战场也十分适用。反恐任务艰巨的阿尔及利亚决定采购不仅满足军事需要,也加强阿拉伯国家之间的团结。阿联酋是海湾国家重“低调奢华有内涵”的异类,在经济、安全、文化政策上悄悄地自行其是,并不唯沙特的马首是詹,甚至在国际上也在大国之间悄悄地维持平衡,但这是另外一个话题了。
就航空技术而言,串列翼是值得注意的方向。除了阻力和气动干扰问题,串列翼还有结构重量的问题。除了机翼本身的重量,机翼与机体连接的地方也需要特殊加强,带来重量问题。但现代结构设计和复材的发展使得重量问题得到有效控制,现代气动技术的发展也可以有效解决气动干扰和飞控问题。
串列翼的前后翼既产生升力,又是气动控制面,这是优点,也是缺点。在机械和液压飞控的时代,这是不必要的复杂性;在数字电传飞控时代,这就是可以加以利用的优点。由于前后翼都产生升力,这使得飞机重心在前后方向的移动容易通过飞控来补偿,这对载荷/空重比较高的飞机尤其有利,尤其是在空气稀薄的超高空。Scaled Composite的Proteus就是这样。这倒不是无人机,是双座的,但可在19800米高空巡航18小时,并携带甚至投放大型载荷。
Scaled Composite的Proteus也是串列翼
这架怪异的飞机具有特别高的升阻比,适合高空长航时飞行
并且可以携带不成比例之大的载荷
串列翼也可以用于短距起飞的小型运输机,如Scaled Composites的ATTT(下)和苏霍伊的苏-80(上)
串列翼也可以用于短距起飞的小型运输机,专用于在只有简易跑道和狭窄空域的地方使用。Scaled Composites研制的“先进技术战术运输机”(简称ATTT)就是这样的。由于双发短舱与门架尾翼有机结合,机尾构型特别干净,有利于采用大型尾门,车辆和货物进出也不受阻碍。苏-80采用了相似的构型,不过不是完整的串列翼,后翼的气动作用有限,与其说是后翼,不如说是结构加强横梁,但大意与ATTT还是很相似的。
不受阻挡的机尾特别便于装卸货物和人员
ATTT在完成试飞后就下马了,现在莫哈维沙漠中抛弃。苏-80倒是投产了,但从2006年投产到现在,一共只生产了8架,与下马也差不多。但这对中国是有意义的启示。中国的中西部有很多偏远山村,道路交通不便,这样只需要特别短起飞、着陆距离的轻型运输机简单、皮实,运作费用低,也不需要多少技术支援,可能正好适合需要。中国已经很发达的高速公路、高铁网使得这些“最后一百公里”的短途、复杂地形运输工具特别有用,只要把偏远山村驳接到就近的交通节点,就打开了整个世界。
ADCOM在Yabhon United 40的基础伤,正在研发喷气动力的新型无人机,估计重点不在更高的速度,而是更大的升限,活塞式发动机的升限总是有限,而更高的高度对侦察、监视的作用是显而易见的
这与阿联酋的无人机已经相去甚远,但串列翼是值得注意的新动向,尤其对哈尔滨、贵州、南昌等“二线”和其他新型飞机厂家而言。不必都去挤高性能飞机的独木桥,还有通用飞机的阳关道呢。
串列翼还在继续发展,阿联酋在捣鼓喷气动力的串列翼,要更上一层楼。中国航空技术正在爆发性发展时代,不应错过这班车。