不逊“全球鹰”,国产彩虹-6大型高空高速察打一体无人机

文摘   2024-11-04 14:23   陕西  

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彩虹-6无人机系统是中国航天科技集团有限公司第十一研究院(航天十一院)为适应未来作战需要,提升我国军贸产品竞争力,瞄准高端军售和军民两用,进一步拓展彩虹无人机型谱向高空高速领域发展,立项研制的一款大型、高空高速、长航时、多用途无人机系统。

彩虹-6无人机采用常规大展弦比气动布局、T型尾翼、尾吊双发推进涡扇发动机

总体设计,突出高空高速

彩虹-6无人机采用常规大展弦比气动布局、T型尾翼、尾吊双发推进涡扇发动机。从外形来看,彩虹-6采用了大型长航时无人机惯用的盔式机头设计,但无论是与彩虹-4/5、翼龙系列还是“全球鹰”、“捕食者”无人机相比,其盔式机头的鼓包都显得不是很突出,配以尖锐的机头,以及从机头一直延伸至机身中部的棱边腰线,显得非常流畅,更符合流体力学的流线型外形。很显然,之所以如此设计,是为了在高速飞行状态下大幅降低飞行阻力,这是高空高速无人机的典型气动设计元素之一。

修长尖锐的机头之后,是大展弦比中单翼,机翼不像其他长航时无人机那样完全平直,而是有一定的后掠角,这是为了降低飞行中的阻力,一定程度上提升飞机的飞行速度。机翼两侧的翼尖设计有翼稍小翼,在飞行中可以有效阻止外翼和接近翼尖区域的气流分离现象,提升整个飞机的升力水平和启动效率,降低长时间航行的油耗。

从机身和机翼长度来看,彩虹-6具有非常突出的长细比设计特征,长细比远大于“全球鹰”等无人机。从数据上看,RQ-4Bblock30/40机长14.5米,翼展39.9米,彩虹-6的机长与“全球鹰”相当,为15.8米,但翼展远逊于“全球鹰”,仅为20.5米。机身长细比大,显然有利于降低飞行阻力,进行高速飞行。据悉,彩虹-6巡航飞行速度500~700千米/小时,最大飞行速度大于700千米/小时,相比“全球鹰”而言速度优势非常明显。

彩虹-6尖锐的盔式机头设计,可有效减阻

然而事物总有两面,彩虹-6为了追求高速,采用更大的长细比和稍小的展弦比设计,其带来的劣势就是飞机的升阻比下降,无人机油耗显著增加,从而影响到长航时性能,彩虹-6侦察型的最大续航时间为21小时,而RQ-4Bblock30/40则是超过32小时,“全球鹰”在这一方面要领先于彩虹-6无人机。

有意思的是,彩虹-6并没有采用无人机中常见的上置或下反V型尾翼、联合式尾翼、而是采用了运输机常用的高置T型尾翼。之所以如此设计,一方面是为了方便在其左右布置俩个尾吊式涡扇发动机,另一方面,考虑到彩虹-6具有很强的载荷能力,其察打一体型最大载荷可达450千克,机身中前部的内部任务载荷和武器载荷使得机身中前部质量分布很大,高置的T尾和尾吊式发动机有助于平衡机体中前部重量,使得整机载荷分布更合理,这有利于飞机飞行稳定和操稳。

由于采用了涡扇发动机,彩虹-6的飞行高度相比采用活塞式发动机的彩虹-4、彩虹-5而言大幅提升,后两者的使用高度分别为3000~5000米和2000~5000米,实用升限分别为7200米和8000米,属于典型的中空长航时无人机,而彩虹-6的巡航高度达到10000米,最大实用升限15000米,已经是典型的高空长航时无人机。

凭借高空高速的突出优势,彩虹-6可有效避免地面防空炮火的威胁,即便在单发失效的极端情况下凭借单发动力也可以有效确保无人机安全返回基地,系统生存能力强,在弱对抗条件下或者在一定对抗强度战争中可以长时间不间断遂行侦察监视、跟踪与打击等任务。也就是说,彩虹-6的任务从低烈度战场扩大到了中等烈度战场条件,使用范围得到了极大扩展。相比传统低速的中空长航时螺旋桨无人机,其任务范围要大得多,使用限制则要小得多。

彩虹-6的翼稍小翼特写

载荷丰富,采用模块化设计

作为一款大型高端无人机平台,彩虹-6无人机的最大起飞重量达到了7.8吨,相比之下彩虹-4、彩虹-5分别只有1.33吨和3.3吨,彩虹-6机体装载空间丰富,具备挂载光电、SAR雷达、预警雷达、电子侦察、空地导弹、空地炸弹、反辐射导弹、中小型巡飞弹等多种载荷的能力。

由于采用了标准化、模块化设计,彩虹-6可以通过更换载荷任务模块,来快速实现各种任务载荷的切换。目前根据任务载荷的不同,彩虹-6主要有两个不同的型别:侦察型和察打一体型。其中侦察型可以携带光电载荷,进行侦察照相和红外成像,也可以采用SAR雷达载荷,进行雷达成像。作为察打一体型,彩虹-6可以携带电子侦察设备外加反辐射导弹,执行被动电子侦察定位和反辐射打击的防空压制任务,在一定程度上替代专业战术电子战飞机的部分职能;还可以携带空地导弹、空地炸弹和巡飞弹,执行常规的察打一体任务。

值得一提的是,彩虹-6与RQ-4N“全球鹰”“海上广域监视系统”一样,在模块化设计中专门开发了海上巡逻和反潜任务载荷(具体来说就是一个可投放式的无人潜航器AUV模块,可投入水中进行反潜侦察),彩虹-6可以与RQ-4N一样,担任无人反潜巡逻机的角色。除此之外,彩虹-6还可以携带空中预警载荷,充当空中无人预警机,成为信息战中的重要信息和指挥节点,为战场周边的有人飞机、无人机以及其他作战平台提供情报、信息和指挥服务。

彩虹-6的各种机载武器

总的来说,彩虹-6无人机具有高性价比的突出优势,适用任务范围广泛,可灵活选配任务载荷,执行高空侦察监视、察打一体、海上反潜及巡逻警戒、空中预警探测、近距空中支援等作战任务,同时可以在未来作战环境下有效地实现有人/无人协同作战,加速推动信息化、智能化作战。

有意思的是,依托彩虹-6高空高速无人机研制基础,通过模块化设计方法,将双发涡扇发动机换装双发涡桨发动机,可以快速成型一款大型高空长航时涡桨型无人机,同样具有载荷重量大、留空时间长、飞行品质好和环境适应能力强等突出特点。


未来定位,战术多过战略

虽然与“全球鹰”同为采用涡扇发动机的高空高速长航时无人机,但彩虹-6在尺寸和起飞重量级别上,与“全球鹰”相比还有显著的差距。大型化的RQ-4Bblock30/40“全球鹰”改进型号,仅空重就达到6781千克,最大起飞重量14628千克,而彩虹-6最大起飞重量仅为7800千克,这意味着在任务载荷能力上,彩虹-6等为代表的中国大型高空高速长航时无人机,与“全球鹰”相比还有显著差距。

彩虹-6用于反潜的无人潜航器AUV模块

载荷能力不足,对探测设备的限制就很明显,型号的探测距离和探测能力就显著比不上“全球鹰”,如彩虹-6侦察型的最大载荷能力仅为120千克。“全球鹰”可以轻松携带高性能、大质量的战略级别任务载荷,主要执行的是战略级侦察任务。而彩虹-6,更多的是执行战术层面的任务,这是由其尺寸重量级别和能力所决定的。

所以,很显然,中国空军未来要想完善“战略空军”的能力,战略级侦察无人机依旧是一个必须要正视、必须要谋划攻克的重要短板。






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