近日,彩虹5无人机赴外场飞行,开展项目履约。在此次任务中,彩虹5完成在海洋领域的功能验证飞行,完成电磁兼容性、载荷功能和平台性能的测试,为后续的应用积累数据。这个消息至少告诉我们:海洋型彩虹5无人机即将定型首飞,未来在我国领海上空飞行的,不只是有人战机,随着075大型两栖攻击舰的入役,大型的察打一体无人机也会成为舰载机,到时候我们的075两攻的投送距离又会增加一个数量级(毕竟暂时还没能研制出垂直起降隐身战机)。
那么彩虹5在气动外形上有哪些"黑科技"呢?彩虹—5采用了和彩虹4一样的布局,翼展超过 20 余米,采用了大展弦比的机翼,这样的设计让飞机的低空低速性能更好,起降也更加容易。虽然这样的大展翼无法实现高速飞行,但是对于一款追求高滞空时间的无人机来说说最适合的。实际上,高速低阻力和低速高升力是一个矛盾体,为了实现这样的功能,美国的B1-B"枪骑兵"轰炸机采用了可变后掠翼的设计,高速时机翼后掠,减小空气阻力。低速/起降时机翼的后掠角度减小,提升飞机的升力。
这样的设计还出现在了欧洲的狂风战斗机等军用飞机上,但是,为了实现这样机翼后掠角度可变,需要复杂的电传操控机构,增加的重量降低了飞机的载荷,同时让飞机的维护成本大幅增加。随着飞控技术、空气动力学的进步,边条翼、翼身融合、鸭翼让可变后掠翼技术走向了淘汰。回到彩虹5身上,除了平直略微上翘的机翼,尾部并没有水平尾翼,只有一对"V"型的"垂直"尾翼和尾部的螺旋桨。这样的设计完全不符合传统"布局"。
但是,彩虹4、彩虹5却大获成功,彩虹4还出口到中东,参与了实战。只要对固定翼飞机有了解的小伙伴都知道,传统布局中,机翼上的副翼控制飞机偏转/滚转,襟翼提升升力,尾部的水平尾翼通过舵面来控制飞机的俯/仰,垂直尾翼通过舵面控制飞机转向。起飞时,水平尾翼的舵面向上,迫使机头上扬,而降落时刚好相反。通过控制垂直尾翼和副翼,可以实现飞机的小半径转弯。那么,彩虹5靠什么来控制机身俯/仰呢?
如果仔细观察,我们就可以发现彩虹5尾部的"V"型垂直尾翼与机身平面所成的角度很小,应该低于45度,说得通俗一点,就是"V"的"开口"很大,这样,通过对"V"型垂直尾翼舵面的控制,比如让舵面上翘,就可以迫使机头上扬,反之就可以控制机头下扬,实现飞机的上升/下降。这个不垂直的"垂直"尾翼实现了"一石二鸟",但是也让本该属于垂直尾翼的转向功能有所弱化,所以,在彩虹5的尾部,还有一个垂直的下单翼,来辅助飞机的转向。
"V"型尾翼的设计让飞机航向更加稳定,同时充当并不水平的水平尾翼减少的飞机的翼面,从而减轻机身的全重。"V"型尾翼避开了来自机翼的尾流,让飞行更加稳定,是"大师的杰作"。此外,发动机后置,减小了飞行阻力,让机头有了充足的空间布置各种航电、飞控和数据链系统,同时不干扰机头下部的光电综合吊舱的观测监视,也避免了降落时螺旋桨触地的风险。机翼的下方有6个复合挂架,可挂载高达 16 枚空对地空对空精确制导武器。这是核心战斗力的保证。
彩虹5的发动机进气口位于机身上部,"V"型垂直尾翼的中间,利用"V"型尾翼的"遮挡",减少了两侧的红外特征,保证了战机的生存能力。从进气口正前方来看,明显采用了"潜望镜式"设计,同样降低了发动机的红外特征,加之复合材料机身,彩虹5还具有一定的隐身能力。优异的外形设计+重油活塞发动机,彩虹5达到了1000kg的任务载荷,最大飞行速度达到了300公里/小时,最大留空时间35h。
作为一个优秀的无人飞行平台,彩虹5还可以进行电子战,火力引导,通信中继,甚至是充当小型预警机,或者和CH—4高低搭配,联合作战。但是在笔者看来,最重要的是在深度改进后登上075"两攻"( 075 舰长250米,宽30米,排水量约为4万吨),扩展我军海航的态势感知能力,拥有了"单向透明"之后,舰载武器的威力也会大幅提升。本文不是百科的"搬运工",而是在深度分析后提出一点自己的见解,创作不易,希望您喜欢。
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