【空军世界网站原创】在火热朝天的珠海航展当中,中国航天展示了一种酷似美军B-2隐身轰炸机的中国战机:CH-805隐身无人机。
CH-805(下图)使用酷似B-2轰炸机的飞翼式布局,就连机翼后沿锯齿也极为相似。
那么,CH-805是否反映了中国未来战略轰炸机的走向呢?笔者认为,两者真的有着本质上的区别。
CH-805隐身无人机的飞行控制设计,与中国未来飞翼式隐身战略轰炸机,可以说是大相径庭。
据称CH-805无人机其实是一种模拟B-2轰炸机的靶机,或者可以用于地面雷达等等装备的测试。无论小型还是大型飞翼式隐身飞机,它们主要的优点是类似的,在雷达隐身设计上的原理是相通的。简单的说,飞翼布局减少可能产生强反射的部件或者机体连接结构,降低了雷达反射截面积。因为没有尾翼,去掉了一个非常大的雷达反射源。飞翼布局内部空间充裕,这样可以在较小的机身总体尺寸限制条件下,容纳更多设备与武器,这也缩小了雷达回波。
【空军世界网站原创】但是,CH-805、B-2,一小一大两种隐身无人机的相似之处,到这里就差不多结束了。
现代大型飞翼式飞机,因为对飞行性能的追求,导致飞行控制的要求极为复杂。而现代小型飞翼式飞机,例如CH-805,飞行控制要比大型飞翼式飞机简单得太多。
既然如此,CH-805隐身无人机的出现,并不能说明中国在大型飞翼式隐身轰炸机上的发展程度究竟如何。
具体而言,飞翼布局本身就存在着航向上不够稳定的特点,这在德国、美国二战前后试验各种飞翼布局的原型机时,已经暴露无疑。传统布局的飞机,位于尾部的方向舵和水平尾翼,能不断产生平衡、纠正飞机飞行状态的有利作用力,飞翼布局上没有了这些控制面,一切都变的极为复杂,特别是横向稳定性堪忧。
从历史事实上看,飞机最早出现的二三十年里,有过若干能算是飞翼布局的大型飞机,例如部分早期运输机、客机的主体部分由巨大的飞翼构成,原因是当时发动机性能太差,而飞翼布局升阻比高、气动效率高,对当时的飞机的总体表现极为有利。但是这些飞机无一例外的有着传统的方向舵、水平尾翼等等,可以说是飞翼和传统布局的混血儿。后来随着发动机性能改善,各家飞机厂商立刻抛弃了飞翼布局。美国诺斯罗普公司在二战后成功研制了XB-35等两种飞翼式战略轰炸机,但是在稳定性等方面表现很差,最终美军回到了发展传统布局轰炸机的道路上。
【空军世界网站原创】到了1970年代前后,为了改善飞行性能,当时开始研制的现代作战飞机普遍使用了静不稳定设计,这样的飞机可以比静稳定的飞机变得更为灵活、更易于完成机动动作。例如当时启动研制的B-2轰炸机,在正常飞行时就是一种静不稳定的飞机,如果没有飞行控制系统连续不断的修正,它会自发的越来越趋向于不稳定,最终坠毁。在F-15、F-22等战斗机上,也采用了静不稳定设计,B-2虽然不是一个追求高度机动能力的飞机,可是本质上与这些战斗机有着同样的飞行状态不稳定的特点。
如何解决这一静不稳定布局带来的缺陷呢?办法就是使用非常先进而复杂的计算机控制数字式飞行控制技术。这一飞控技术,可以替代飞行员(人类大脑已经满足不了这样复杂而高速的运算需求),连续不断的对不稳定的飞机发出修正指令,使得飞机不断的从不稳定状态中纠正过来。这样,采用静不稳定设计的飞机,例如F-15战斗机、B-2轰炸机,就能够安全的长时间飞行。
CH-805隐身无人机有没有这样的能力呢?可以说这一隐身无人机不可能采用静不稳定设计 —— 在这么小的飞机上使用这种布局,几乎不可能采用复杂的计算机数字式飞控技术进行修正,那么飞机根本就无法稳定飞行。实际上,在具体设计上,静不稳定和静稳定很可能就只差一点点,因为只要改变飞机重心和气动力中心的前后关系,就能在两种布局之间变化,甚至有的作战飞机就能在两种布局间“切换”。
【空军世界网站原创】总的来说,像CH-805这一任务类型的小型无人机,实在没有物理空间,也没有成本空间去容纳静不稳定那样复杂的总体设计。而一个静稳定的小型无人机,也就是尽量把飞机重心放到前面,飞控技术就简单太多了。君不见航模爱好者们已经造出了各种各样的静不稳定作战飞机的缩比模型 —— 它们无一例外的借助重心调整,统统变成了“徒有静不稳定视觉感受”的静稳定飞机。
当然,CH-805这种小型飞翼式无人机,依然不像传统布局无人机那样容易对付:例如当小型飞翼迎角增大时,很可能在纵向上从静稳定跨入静不稳定状态。常见的解决方法是使用迎角限制器,使得迎角不会进入危险的范围。小型飞翼速度的变化,也会导致静不稳定的出现。横向与航向静稳定度,也有着一定的变化,需要妥善解决,例如可以使用宽大笔直的起落架舱盖,增加起降时的稳定性。不管怎么说,CH-805无人机因为固有的特点,非常容易设计成在尽量多的范围内保持静稳定的飞机,但这就使得它与中国未来的飞翼式隐身战略轰炸机相去甚远。
【空军世界网站原创】我们基本可以确定中国未来战略轰炸机会具备静不稳定、隐身、远航程等等特点,但CH-805并不能反映多少这一轰炸机的细节。当然,CH-805小型隐身无人机本身有着它自己的用途与定位,依然是一个很有价值的突破,只是我们没有必要把它过多的和中国未来战略轰炸机拉上关系。
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