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神秘的“彩虹7號”無人機用來幹什麽呢?

【文/觀察者網專欄作者 席亞洲】

本屆航展上,航天科技集團11院彩虹公司繼續成為亮點。他們的產品我覺得要分兩部分來說,一方面是現有產品及基於現有產品基礎上的進一步開發,拓展用途;另一部分是全新的前瞻性的技術開發。

我們看到,這次11院帶來的彩虹-4、彩虹-5無人機實機都在機腹下安裝了對海搜索雷達裝置,憑借這兩種無人機較強的續航時間性能,可以實現長時間,大範圍的對海面情況監控。此外,在該公司展台上,我們看到他們還推出了基於該公司先進的無人機系統研發經驗,而開發的包括多種水下無人潛航器的綜合水下探測、監視系統概念。

彩虹公司目前正在積極推廣其水面、水下一體化的對海偵察監視概念,彩虹-4、5無人機都安裝了腹部的對海監視雷達參展

美國目前在MQ-9的開發中,也已經推出了針對海上偵察監控任務的改進型,包括在MQ-9上攜帶聲呐浮標投射裝置,用於實施反潛監控任務,而11院在這方面的想法似乎更進一步,將無人機和水下航行器、水下聲呐哨站網絡系統,全面整合在一起,成為一個覆蓋水面、水下的綜合監控系統。

對於我國來說,反潛作戰目前還是一個短板,儘管從去年以來海軍已經開始大量接收新一代海上巡邏機“高新6號”,但這種基於運-9特種平台型研製的海上巡邏機,其實際效能可能還不如美國的P-8A,雖然兩者的機載設備性能相似,但畢竟後者用波音737改裝,飛行性能、舒適性等方面就有不少優勢。

而且P-8A現在就已經有了與海軍型“全球鷹”(特裡東)和MQ-9海巡型聯合作戰的能力,優勢就更大了。

因此,彩虹公司在無人系統執行海上偵察監視任務方面的努力,某種程度上也反映了我國未來反潛和海上資訊作戰的一個重要發展方向。國內與他們一樣正積極開展這方面研究的企業也不止一家。

而關於前瞻性項目方面,本屆航展上彩虹公司室內展台上1:1尺寸的“彩虹7號”工程樣機顯然最具代表性。

關於該機的外形,由於其機翼前緣帶折線的樣子看起來有一定誤導性,大家會認為其俯視圖類似於美國X-47B。尤其是在彩虹公司相關人員接受採訪時透露,該機動力系統為兩台總推力10噸的發動機的時候,似乎更明確了該機具備上艦的考慮,因此大家就更是認為該機的俯視輪廓可能會接近於X-47B的樣子。

由於這次的全尺寸樣機在鏡頭裡面難以看到全景所以……

大家都以為彩虹7B的外形更接近X-47B

2016年航展上“彩虹X”模型就可以看出該機和X-47其實差別很大

但實際上,如果我們綜合彩虹公司官方的3D渲染圖,以及上屆航展上比例較小的“彩虹X”模型看,就會發現,其實“彩虹7號”與其說更接近X-47B,不如說更類似諾斯羅普·格魯曼公司的RQ-180無人機。

目前彩虹公司公布的“彩虹7號”的數據為:

長10米,翼展22米,最大起飛重量13噸,巡航速度0.5-0.6馬赫,最大飛行速度0.75馬赫,巡航高度10000-13000米

而據觀察者網採訪彩虹公司技術負責人,他告訴我們該機的發動機是兩台總推力10噸的渦輪風扇發動機,而該機的載彈量則是2噸,腹部設有兩個大型彈艙,可以容納現役多種空地彈藥,包括反異塵餘生飛彈和空艦飛彈。留空時間設計為15小時——按照0.5馬赫巡航速度計算,航程9180公里。

彩虹7的3D渲染圖(彩虹公司供圖)

這張更明顯可以看出,CH-7是一種展弦比較大的飛機

彩虹公司此前推出的彩虹-805靶機某種意義上可以視為彩虹-7的縮比概念驗證機,當然其具體設計還是有很多區別

筆者得到彩虹公司許可,從後方拍攝的彩虹-7號這一角度獨家照片,從中可以看到其起落架艙門尺寸巨大,可能與B-2一樣,在起降階段提供額外的方向穩定性

彩虹7號樣機尾噴口照片

同時,據稱,彩虹7號的主要任務是在“對稱性高技術對抗”環境下,對敵方深遠縱深的重要目標實施打擊。

據設計師介紹,彩虹7號的正面雷達反射截面積在0.01米?水準,這大概和F-117A的水準差不多,與F-22,殲-20的0.0001米?水準比似乎還是有一些差距。這或許是因為航展上透露的是外銷時的限制數據,自用型彩虹7如果要真正執行在“對稱性高技術對抗”環境下突入敵方防空圈縱深任務的話,其隱身性能應該會比這個數據更強一些才對。

相比之下呢,關於RQ-180的用途,美國《航空周刊》刊發文章的說法是,該機與SR-72高超聲速偵察機、B-21戰略轟炸機,以及新一代LRSO巡航飛彈作為一個“系統族”設計,RQ-180承擔了其中長時間偵察監視的任務。

那麽,為了和航程可能上萬公里的B-21聯合作戰,RQ-180的航程,應該至少是不比它短——這也和CH-7的性能數據對標了。

從展弦比角度來看,彩虹-7更接近於RQ-180的布局方式

根據51區這個庫房的尺寸,RQ-180的翼展應該是40米左右,遠大於彩虹7號,起飛重量應該也遠超過了X-47B的20噸

這樣看來,彩虹-7號的性能,很可能是和RQ-180對標,只是兩者的設計用途上,彩虹-7號更強調打擊能力,而RQ-180增更強調偵察監視。當然,能夠打擊,自然也可以在彈艙裡裝上軟油箱,進一步增加留空時間,或者安裝更多偵察設備。

據設計師表示,CH-7無人機將會在機翼前緣安裝雷達,同時機腹可以安裝光電偵察裝置。由於該機的留空時間非常長,單純擔任打擊任務的話,可能有點浪費了航程——除非是用它當“巡航飛彈”用,去襲擊美國本土的目標。

不過目前讓站長感到比較困惑的是該機的發動機推力似乎有些過剩。

美國X-47B無人機,最大起飛重量達到了20噸,而推力也不過是一台8噸推力的F110非加力型。

所以,筆者有一些懷疑,要麽是彩虹給出的13噸最大起飛重量並非真正“最大”起飛重量,實際起飛重量達到20噸左右,要麽其發動機是兩台共5噸左右。

但不論哪一個情況,“彩虹7”無人機確實是我國首次開發的此類無人機。在此之前,沈飛設計的“利劍”,比較接近英國“雷神”、法國“神經元”或俄羅斯米格“鰩魚”,蘇霍伊“獵人-B”,都是採用一台中等推力無加力(當然“利劍”還帶著加力燃燒室)發動機,最大起飛重量不超過10噸,載彈1-2噸。

彩虹7擁有上萬公里的航程,走北極航線足以從我國東北地區起飛,單程攻擊華盛頓,如果減少載荷,比如隻帶300公斤的彈頭,,甚至可以覆蓋美國全境,堪稱戰略無人機

相比之下,沈飛研製的“利劍”無人機(圖為改用無加力渦扇發動機的模型)航程就短得多了,屬於戰術無人機

而航天科工的“天鷹”飛翼無人機(和北航基於BZK-005開發的“天鷹”沒有關係)也是在本次航展展出,它比“利劍”還要再小一些,可能不考慮載彈的問題了。

此外國內還有很多企業在研製,或者至少聲稱在研製類似的小型飛翼無人機,但與“彩虹7”相比,都是有點小巫見大巫的感覺。

彩虹-7因為採用飛翼構型,因此最大限度發揮了飛翼構型的特點——長航程,具備上萬公里航程的“彩虹7”如果能夠順利研製成功, 未來前途可能是不可限量的。

該機,可以和RQ-180一樣,配合我國未來打擊轟炸機轟-20實施作戰,而且因為它還能攜帶大型的武器彈藥,因此未來轟-20既可以利用“彩虹-7”作為“外置彈艙”,對高風險目標進行突擊,也可以讓“彩虹-7”實施偵察監視任務,由轟-20來實施攻擊。這種配合方式要比RQ-180專司偵察來得更加靈活。而對於海外用戶,沒有轟-20,那光有“彩虹7”也可以完成隱身突防和攻擊的任務。

“彩虹-7”工程樣機的起落架,據透露是使用現有機型,經過比較,應該就是殲-7E的起落架,其主起落架是把殲-7的起落架左右交換安裝的。當然,因為起落架折收方式和殲-7已經有區別,因此重新設計了收放機構。

不過這就帶來一個問題,如果殲-7E的最大起飛重量為9.7噸,遠低於彩虹7的13噸,這副起落架或許也只能在不進行飛行的工程樣機上使用,未來實際的原型機應該需要用更加結實的起落架才行。

彩虹-7工程樣機使用的似乎是殲-7E戰鬥機的起落架,外形基本一致,未來實際首飛的樣機起落架應該會專門研製

根據飛機研製的一般規律,1:1的木質工程樣機基本上是在初步設計完成後,進行各系統試結合的時候造的,其目的就是要看飛機的基本布局是否合理。用咱們做模型來打比方,就是“假組合”一下,看看各個零組件是不是能夠互相結合,是否需要進行修整。當然研製飛機和咱們做模型不一樣,在進行木質模型協調的時候,有些尚未完成研製的零組件,可以用尺寸外形相近的部件來替代,而這些零組件可能並不具備真正零組件的相應作用,比如雷電分區說我這裡要裝個雷達,那麽實際上可能木質樣機上,就在那放個箱子,只要確保未來造出來的雷達不會超出這個木箱子的外廓範圍就行了。因此在工程樣機上用殲-7的起落架也沒有什麽問題,關於起落架承重的問題,也不必糾結了。

按照一般飛機研製規律,在進行這一步的同時,還應該對飛機的電子、液壓、飛控、結構等系統進行聯調聯試,看全系統是否能夠集成綜合,實現設計目標,這種將各個設計分區結合在一起進行協調的過程,就是“分區協調”。

在分區協調完成之後,就算是完成了初步設計階段,完成設計凍結,隨後開始進行詳細設計階段。

1991年8月,殲-10金屬樣機完成,這標誌著殲-10研製工作的重要一步

彩虹公司此前已經宣布,“彩虹7號”已進入詳細設計階段,這表明,分區協調工作已經完成,從這一點來看,“彩虹7號”的研製進度還是很順利的,也讓人對於他們在2019-2020年完成首飛有信心。

不過呢,由於“彩虹7號”是彩虹公司第一次承擔如此大型飛機的研製,這對於他們來說應該也是有相當的挑戰的。就好像當初成飛無人機(原成飛廠設計院)研製“翼龍”的時候需要航天11院在氣動方面的協助一樣,航天科技集團在研製“彩虹7號”的時候也應該會需要航空工業的合作與協助,“彩虹7號”工程樣機上殲-7的起落架上,我們就可以看出一些端倪。

其實,隨著我國航空航天領域技術實力的進步和體制的改革,各個企業研製項目的“跨界”也很正常,今年航展上,航天科工集團三院(海鷹公司)也推出了他們的飛翼無人機,這種無人機今年2月剛剛首飛成功,當時海鷹公司發表的照片上該機還打了馬賽克,非常神秘。

今年,各家媒體在說我國軍工技術的進步的時候,都喜歡用上屆航展上本人文章提出的一個說法,就是中國軍工正在進入“自由王國”。

航天科工三院研製的天鷹無人機

今年2月,“天鷹”無人機首飛後海鷹公司工作人員與飛機合影

當今世界上能說進入軍工技術“自由王國”的,大概也只有中美俄等少數國家了——當然這個“自由王國”也有水準高下,比如俄羅斯在電子技術方面,就還不夠“自由”。

相比之下,中國幾乎每個關鍵性的技術領域,都會有多家企業擁有較強實力,這就導致在我國新的軍民融合改革中,“跨界”現象將會越來越多——各家企業勢必要尋找最合適的合作夥伴,某種程度上,我國軍工企業做產品的模式,正越來越像是“小米”做手機。

在這個戰爭模式迅速演化,各大國誰也不知道未來戰爭究竟該怎麽打的新世紀裡,或許這種快速迭代,迅速反應的能力,才是最重要的,這也是“彩虹7號”身上,我們看到的最大亮點。

彩虹7號身上所體現的中國軍工企業快速迭代技術,快速創新的能力,或許是它最大的亮點

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