发表于 2019-04-26 18:00:34 股吧网页版
沈飞的利剑无人机 ——转自股吧

利剑无人机
  利剑出鞘,亚洲第一
  “利剑”无人机由中航工业沈阳飞机设计研究所主持设计,中航工业洪都公司制造,项目于 2009年启动,并在2012年12月13日在江西某飞机制造厂总装下线,随后进行了密集的地面测试。2013年11月21日,“利剑”首飞成功。这也标志着中国成为继美国、法国、英国之后第四个成功完成专用无人作战飞机首飞的国家。利剑总设计师为中航工业沈阳所副所长刘志敏,副总设计师为张子军。从外形上看,“利剑”无人机采用飞翼布局及隐身低流S形进气道。
  和外国的“神经元”“雷神”等无人作战相比,“利剑”无人机在外形上相似度很大,都是采用飞翼布局和背负式进气道。但是由于没有公开的“利剑”飞行的照片,因此该无人机是否有内置弹仓,还不得而知。笔者个人判断具有弹仓的可能性不大,因为“利剑”无人机的动力性能还不是特别理想,如果加上内置弹仓,会影响无人机的空中性能。
  从技术发展上来看,“利剑”无人机可以算是亚洲第一种具有无人作战飞机“形态”的飞行器,但是和美军的X-47B相比还有相当的差距。因为X-47B已经进行了航母起降、空中加油的演示,这些技术“利剑”无人机基本上没有实现的可能性。而且中国发展航母舰载无人机,也涉及到国产航母的技术路线图。只有中国出现了使用弹射器的航母,发展先进舰载无人战斗机,才有意义,现在说这些还为时尚早。
  
  实事求是来说,中国的利剑无人机技术和美军X-47B比有相当距离
  “利剑”有哪些突破
  有关张子军的报道称,该验证项目以全面达标的优异成绩通过验收,取得了重大成果,突破了无人机领域多项关键技术,填补了国内空白,标志着我国在某领域取得了里程碑式的重大突破。那么这些突破具体是什么呢?
  笔者仔细看了一下报道,初步猜测可能包含以下内容。
  首先是机载飞控系统。报道原文就指出:面对全新研制的机载系统,各系统地面和机上试验问题较多,张子军带领研发团队统筹协调各专业及时 解决问题,坚持“小问题每日归零,大问题每日有解决办法”的原则,确保项目研制顺利推进。
  无人战机的作战状态,对飞控系统提出了更高的要求。无论是空中格斗作战还是对敌攻击,无人战机平台本身和目标都处于高度运动之中。飞控系统要能够根据迅速变化的战场环境,合理控制无人战机的空中机动态势,能够满足作战中大迎角、超机动、超低空飞行等非常规控制的要求。和有人战斗机相比,无人战斗机的飞控系统就不是简单的辅助飞行员操纵飞行员,而是要融合各种机载设备,从导航系统估计无人机的位置速度和姿态,在依靠制导系统处理无人机的轨迹,从而实时输出下一步的航线,同时控制系统在产生舵面信号控制无人机的姿态和速度,最终实现空中三维空间达到甚至超过有人战机的飞行性能。因此,无论是“利剑”还是国外的先进无人作战飞机,都意味着飞控系统上的一次飞跃。
  其次是路线规划技术。报道原文透露:他带领团队精心设计了基于多要素的试飞航路航线,研究了基于多任务航段的航线规划方法。
  
  像利剑这种和传统大翼展无人机不同的飞翼式无人机,需要飞控系统的重新设计
  过去传统的无人机飞行航路是由地面人员根据环境信息和飞行要求手工或者软件设计出来,在无人机在没有起飞的时候装载到无人机飞控中。这种方式无人机飞行航路在起飞前已经固化。然而无人战斗机的任务要复杂的多,完全有可能像有人战斗机那样,临时受领新的任务从而前往另外一个目标空域。因此舰载无人战斗机的飞控设备具有在空中调整航路的功能。而无人机临时调整航路,则是要通过传感器对环境变化的反馈更新后,飞控计算机要在相应时间内根据一系列算法对航路进行规划设计。无人机实时航路规划是提高无人机的生存概率的一种最有效的手段。
  第三是非常规布局气动特性研究,包括大展弦比飞翼式布局、开裂式方向舵,s形进气道等技术。因为像“利剑”这样的飞翼布局无人机飞机取消了平尾和垂尾,构型的改变和阻力方向舵的使用使其呈现出与常规布局飞机不同的三轴稳定特性。开裂式方向舵也是“利剑”等无尾飞翼布局飞行器的性特点,主要目的是在垂尾取消的条件下,如何寻找合适的操纵面,来完成无人机的空中机动动作。而S型进气道主要是考虑隐身性,也就是将原有直管道改成S弯管进气道, 避免电磁波直射到压气机叶片使电磁波多次反射以降低回波。但是S形进气道会影响发动机的性能,而研究者的任务,就是寻找平衡的设计方案。既满足发动机和飞机作战的要求,又能达到隐身的目的。
  从“利剑”到轰炸机有多远?
  对于“利剑”无人机的项目,有传言称,目前我国正在研发一款战略轰炸机,其部分技术特点与B-2较为类似。因此有人推测“利剑”的部分技术也有可能应用于这一战略轰炸机上的可能。
  至于这种判断,笔者觉得有些过于牵强。
  首先从技术的继承性来说,小尺寸的无人机所验证的技术,能否应用于大型的有人轰炸机,这是个疑问。因为大型飞翼式轰炸机的发动机数量、弹仓的容量都和小型无人机不同,而且轰炸机还会有飞行员的驾驶舱,这些都带来整个飞机重心的变化。至于说S形进气道,因为整体飞机重量已经大不相同,二者的机动要求也不相同,因此无人机和有人轰炸机的进气道设计,也会有很大差别。
  
  张子军的文章《大展弦比飞翼布局飞机的三轴稳定特性》中的FW-H大型飞翼式飞行器
  那么“利剑”验证的技术有什么用处?笔者个人认为,很多还是要应用于无人作战飞机本身。那么对轰炸机的设计有没有参考价值呢?有,但是意义不大。中国的航空设计者可能通过“利剑”的设计,发现很多飞翼式布局的技术特性和可能隐藏的技术陷阱,这有助于在设计大型轰炸机时少走弯路。
  其实深入研究一下会发现,“利剑”的一些研发人员对飞翼式布局的研究,并不是从“利剑”开始。以张子军为例,他在2012年发表的文章《大展弦比飞翼布局飞机的三轴稳定特性》,其中就提到了的一种由中国空气动力研究与发展中心风洞测试的FW-H大型飞翼式飞行器,这是一种大小类似于伊尔-76运输机的大型有人飞翼式轰炸机。张子军的文章认为,大展弦比飞翼布局飞机的三轴稳定性存在很多的不足,需要设计新的飞行控制系统,以保证飞行品质。而且这一名为FW-H大型飞翼式飞行器,也出现在多篇讨论飞翼式飞行器的国内航空专业文章里。
  所以说,中国航空人对大型飞翼式轰炸机的研究,比你我要想象的要深入的多,未必非得绑在“利剑”这一颗树上。一个更为合理的可能是:中国航空部门对大型飞翼轰炸机研究的成果,应用到了“利剑”无人机上。由此可见,中国未来新一代轰炸机的技术储备,已经到了何种程度。


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