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躺赢的门框无人机
问:
摊主,有空聊聊这个门框无人机呗,现在图片泄露不少了,从照片的图像分析看看,这机机有啥特点和优劣,咋用
答:
图:美国战区网站对门框无人机的报道,它的翼展几乎是旁边翔龙的2倍。
按照美国战区网站的描述,这是一种战略级侦察无人机,主要传感器为2个大型侧视雷达(SLAR)。美军那边的对标机型有RQ-4B全球鹰、E-8A/C、E-10A。
但本堂仔细看看美军对标机型的情况,槽,一不小心,我们又实现了弯道超车,或者说躺赢更准确。
美国战区网站认为门框无人机(他们叫WZ-9神鹰,本堂不知道的哈)的翼展至少达到45米,机长约15米。从图片看,门框采用了超大展弦比的机翼,这是典型的适合高空长航时滑翔飞行的翼型了,估计由全复合材料制成。
可以相比的是,全球鹰RQ-4B的翼展为接近40米,展弦比25。
门框无人机的动力为1台喷气发动机,具体不清楚是涡喷或涡扇。
讲武堂以前讲马达西奇时说过,我们的航空发动机历史欠债太多,主力战斗机的发动机经大力发展,解决得相对比较好了,但适合无人机使用的小型涡扇发动机进度比较迟缓。
无论是门框,还是它旁边的翔龙,如果有涡扇发动机使用,对于提高航程,以及起飞时的推重比都是大有好处的。
如果是涡喷,门框无人机的最大巡航高度应该可以达到2万米以上,航程在1万公里左右;如果是涡扇,那性能估计可以对比全球鹰,最大巡航高度略低,大约1.8万米,但航程会在2万公里左右。
图:军迷制作的门框无人机cg图片。
下面具体说说大型侧视雷达(SLAR)。
这种类型雷达最早为应用于E-8A“联合星”(Joint STARS)战场监视飞机的AN/APY-3雷达。
AN/APY-3雷达工作在X波段,采用一块长7.3米、宽0.6米的平板狭缝天线,扫描方式为俯仰机扫、水平电扫。这块平板安装在E-8A飞机机身前部下方,水平扫描角度为120°,最大探测距离约250公里。
AN/APY-3雷达具有多种工作模式,包括广域监视 (WAS)、扇区搜索 (SS)、动目标指示 (Ground Moving Target Indicator, GMTI)、目标分类 (Target Classification)、合成孔径雷达/固定目标指示模式 (SAR / FTI)。
其中广域监视、扇区搜索,雷达会对大面积区域进行周期性的扇形扫描,主要用于在大范围内搜索地面敌方部队的运动踪迹。
动目标指示是充分利用多普勒效应,从强烈的地面杂波中滤除静止物体,捕获移动目标。
目标分类则是在GMTI模式基础上,通过分析回波信号的多普勒特征,粗略识别目标类型,例如究竟是坦克、还是卡车,但不会很准确。
合成孔径雷达模式针对静止目标,利用飞机向前飞行产生的位移,将天线模拟成一个“超长等效合成孔径天线”,从而获得极高的空间分辨率,用于生成敌方桥梁、机场、防御工事、停放车辆等的高分辨率雷达图像。
固定目标指示则是在SAR模式基础上,通过镜面反射特征,在图像中直接标出特定目标,例如多角尖锐结构的卡车、坦克等。
简单一句话,大型侧视雷达(SLAR)主要用于对地面、或海面目标进行探测和识别,完成战场雷达侦察、监视任务。
门框无人机绝对不是像很多自媒体所说的高空反隐身无人预警机。因为2万米左右的飞行高度,对于几百公里外,飞行高度数千米的战斗机,做不到所谓窥视RCS值较大的机背。现在隐身战斗机的处理都比较完善,机背斜向上角度的RCS值也没多大。
图:基于波音707平台的E-8A战场监视飞机
图:AN/APY-3雷达的原型机
图:叠加GMTI数据的卫星图像
为什么说门框无人机对于美军对标机型躺赢了呢?
主要是美军后继机型的发展又出了问题。
E-8A之后是E-8C,雷达升级为AN/APY-7,天线从平板狭缝天线升级到相控阵雷达天线。有说AN/APY-7是无源相控阵,也有说它说一维有源相控阵。不过从语焉不详的宣传资料来看,即便是有源相控阵,估计采用的T/R单元也不会太多。
一般认为在SAR模式下,对200公里外目标,AN/APY-3雷达的标准分辨率为3米,点成像模式为1米;AN/APY-7的数据则分别为1米、0.3米。
美军最新一代侧视雷达则是装备于RQ-4B全球鹰的AN/ZPY-2雷达,这种有源相控阵雷达,其天线尺寸为长4.88米、宽0.46米,拥有1500个T/R单元。
其尺寸虽然小很多,但技术进步让它的探测能力做到了跟E-8C上的AN/APY-7相当。因为全球鹰的巡航高度比E-8C高了数千米,所以在牺牲一定分辨率的情况下,它的探测距离可以达到370公里。
本来AN/ZPY-2雷达的全天线尺寸型号会安装在E-8的后继机E-10A上,更大天线尺寸、更多T/R单元,波束更尖锐,估计它的分辨率比AN/APY-7会有接近数量级的提高。
但问题是,E-10A项目在2007年就取消了,美军现在只能依赖于RQ-4B全球鹰。
图:RQ-4B及它的AN/ZPY-2雷达
门框无人机则结合了E-8和RQ-4B的优势,它的天线长度做到了约10米,巡航高度又可以达到2万米。也就是说它的SAR模式既有400公里级的探测距离,而且在400公里处,仍可以做到标准分辨率1米,点成像分辨率0.3米的水平。
当然,这仅是从物理规律上推测,具体能做到什么水平,还得看我国大型侧视雷达技术的发展。
门框无人机的战场监视能力对我军来说也非常重要。
例如,美军现在计划在第一岛链玩机降游击战。一定数量规模的门框无人机队,可以维持对台湾、菲律宾、琉球列岛的近实时雷达成像监视,对于敌方兵力调动,我军情报部门可以获得更及时的数据。
图:门框无人机拥有很大尺寸的雷达天线
至于门框无人机的缺点,那就是这个双胴门框了,纯属北边的恶趣味,非要参考苏霍伊的S-62无人机设计。
双胴门框的优势是结构坚固,主翼可以实现更大的展弦比,利于高空长时间巡航。
但缺点也很明显,作为战场监视飞机,执行任务时只需要1面雷达天线往一个方向扫描即可;这个雷达天线布置在机腹,可以通过机械转动机构将它朝左、或者朝右,好方便航线规划。
而双胴,你就要布置2个大型侧视雷达,需要付出更大重量代价,影响航程;或者减少T/R单元,牺牲雷达性能。
复合材料技术、及相应的结构设计理论进步后,U-2、全球鹰这种布局完全是没问题的。从这个角度看,估计也是早些年我国技术人员信心不足,南边的翔龙选择了连翼,北边选择了门框。
而现在看,最好的布局估计还是大型、大展弦比飞翼,在马兰巨鹰机腹下挂1个10米长的天线整流罩也是可以的嘛。
图:采用连翼的翔龙
图:苏霍伊S-62项目,门框双胴的鼻祖。
图:对战场监视无人机来说,马兰巨鹰是更好的平台
战术作战飞机的分类
问:
战斗轰炸机和攻击机,战斗机区别是什么
答:
按照任务来划分,本堂的观点,二战后,战术作战飞机大约可以分为战斗机、攻击机、战斗轰炸机、双重任务战斗机、重型制空战斗机。
战斗机就不用说了,大家都清楚了解。
攻击机
攻击机主要用于执行近距空中支援(CAS)任务,直接支援地面部队,打击前线战术目标,如坦克、步兵工事、炮兵阵地等。
这类飞机以亚音速飞行为主,突出低空飞行性能,强调低速稳定性与低空操控性,同时在要害部位有较强的装甲防护。
典型的机型为美军A-10、俄军苏25,例如A-10座舱有钛合金 “浴缸”保护,可抗23毫米炮弹直接命中;苏25也极重视抗损伤设计,多次在严重受损情况下,返回基地。
非典型机型则有我国强5、法国超级军旗、以及美军A-4天鹰。
强5属于半路出家,由歼6战斗机发展而来,强化对地攻击能力。超级军旗、A-4则是专门设计的舰载轻型攻击机。它们的低速性能、防护性能没A-10、苏25那么好,但胜在结构简单、维护方便。
到了F-16等第4代战斗机,由于电子技术进步,中型、轻型战斗机在维持空战能力的基础上,也可以塞下或外挂对地攻击所需的光电瞄准设备。所以美军一直希望退役A-10,用F-16战斗机来取代,但A-10已经化身美国空军近距离对地支援的形象,国会老爷们一直不同意。
本次伊朗战争,A-10发挥仍然稳定,按这架势发展下去,估计A-10会跟F-16同期退役了。
而苏25、A-4、强5等其实已经没有后继机。传承可能转续至那些由高教机发展的LIFT(战斗入门教练型),例如韩国的F/A-50金鹰。
图:俄格战争期间,被单兵防空导弹炸成这个鬼样子的苏25仍成功返航。
图:此次伊朗战争,为救F-15E飞行员受损的美军A-10,飞行员坚持返回至科威特才跳伞。
图:韩国F/A-50轻型战斗机。
战斗轰炸机
战斗轰炸机的主要任务则是打击敌后纵深目标,如机场、桥梁、雷达站、后勤节点等,突出航程、及低空突防性能,具备有限的空战能力。需要时也可以执行近距离对地支援任务,毕竟F-16都可以干,更大一些的战斗轰炸机没理由不能干嘛。
战斗轰炸机无厚重装甲,靠高速、电子对抗、低空突防自保,投弹后可轻载空战;典型机型有苏24、F-111、“狂风”、歼轰 7 “飞豹”。
跟攻击机一样,第四代战斗机都可以通过外挂吊舱,执行战斗轰炸机的任务。
像美国空军的F-16,由于有F-15制空,大小战争主要都是执行对地攻击任务,运泥巴。
对于小国空军,像巴基斯坦空军,他们的F-16、歼10CE、枭龙,那就是对空对地都要干了。不过枭龙空战性能差一点,它就在巴空军中就更偏向于战斗轰炸机。
值得一提的是,正因为战斗机也能干战斗轰炸机的活,F-111、狂风、歼轰7其实都没后继机型了。
唯独食古不化的俄罗斯空天军,为了延续其前线轰炸航空兵的血脉,还搞了苏34去替换苏24。实际上苏34干的活,苏30M2、苏30SM都可以干,多一个机型纯属办公室政治。
图:飞豹是典型的战斗轰炸机,很久没见过它的新照片,甚为想念。
图:苏34鸭嘴兽,俄空天军食古不化的典型。
双重任务战斗机
这个概念主要是对于第四代、第五代战斗机来说,在维持原有空战性能基础上,具备与战斗轰炸机相当的对地打击能力。
典型机型例如苏30系列、F-15E系列、F-16I等,它们主要是在原来单座战斗机基础上,增加了后座武器操作官,可以更好地完成对地打击任务,在空战时也有更好的态势感知能力。
实际上,许多单座战斗机的双座型号,也可以视为双重任务战斗机的增强。例如,在法国空军中,双座阵风B与单座阵风C的数量是差不多的;在美国海军中,单座F-18E与双座F-18F的比例也仅为3:2。
但随着座舱智能化的发展,四代半、第五代的单座战斗机其实都可以视为双重任务战斗机,同时具备较强的空战、对地攻击能力。
例如,F-35,其项目名称联合攻击战斗机,实际就是双重任务战斗机的意思,F-35A/B/C都只有单座型号。
而阵风升级至F-4标准后,法国空军也不再采购双座型,订单全是单座的阵风C。
不过随着无人僚机的兴起,双座型又在考虑当中,例如我军歼20就推出了双座型号歼20S。
图:以色列的F-16I,本属轻型或中型的F-16被活生生的改成了双重任务战斗机。
图:双座型歼20S,估计是为探索无人僚机战术准备的。
重型制空战斗机
这是大国空军的标配,从第四代战斗机开始这个分野就非常明显,战斗机越来越重、技术越来越复杂、研发、装备、使用费用越来越高。
能研发第四代、第五代重型制空战斗机,只有美、苏/俄、中三家。
法国曾研制了幻影4000,但最终还是因为过于昂贵,而没有完成研发,没投入装备。
到了第五代的战斗机,能装备得起,就剩下美国的F-22、中国的歼20、俄罗斯的苏57了。
其实俄罗斯自己发展苏57也倍感吃力,所以不断向亚洲大国推销,好分摊费用。
—— 三哥:没错,就是在下,不过在下现在也囊中羞涩。
但实际上,除了苏57的隐身性能不尽人意外,印度现在其实也没太多资金投入到苏57当中。
美帝则直接放弃治疗,停产F-22,用双重任务战斗机F-35包打天下,但现在他们肯定非常后悔。到了第六代战斗机,他们干脆只能拿出F-47的ppt了。
所以,算起来,现在真正按规划节奏在发展的重型制空战斗机就是歼20,以及它的后继型号歼36、歼50等。
美帝自废武功,又是一个方向的躺赢。
当然肯定不是躺赢,这30年来,我国培养的理工科学生比美国多得多,科研实力此消彼长的必然结果。(作者:原讲武堂公众号堂主,今夜粥档摊主)
图:F-47的CG,以前你们会想象得到美帝国的重型制空战斗机会出现青黄不接的情况吗?
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