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土耳其无人机能否实现军迷“20上舰”的悲愿
送交者: 三把刀 2021年07月27日17:38:54 于 [军事天地] 发送悄悄话

  7月21日,土耳其贝卡尔无人机系统公司(Baykar)正式通过社交媒体发布了其正在研发的MIUS无人机的概念图。从概念图中我们可以看到,这架无人机不仅采用了与某型四代机相似的升力体边条翼鸭式布局,甚至还出现在了土耳其正在建造的阿纳多卢号两栖攻击舰上,成为了一款舰载机。此外,贝卡尔公司的首席技术官贝拉克塔也证实,MIUS无人机确实将在阿纳多卢号两栖攻击舰上使用。那么,土耳其的这款MIUS无人机能否圆了亿万网友心心念念的“20上舰”之梦呢?

  关于MIUS无人机的性能,目前最主流的说法是:其由1台乌克兰制Al-25涡扇发动机提供动力,最高飞行速度1.4马赫,最大升限40,000英尺(约12,000米)。能够携带包括空空导弹、重型精确制导炸弹和巡航导弹在内的共计1.5吨重的弹药。然而仔细推敲之下,这种说法却好像有点夸张。

  AI-25发动机是乌克兰伊夫琴科进步设计局设计,马达西奇公司制造的涡扇发动机。该型发动机自1967年开始投入量产。虽然总产量超过了9000台,但这毕竟是一款非常古老的发动机,其所有改进型都没有后燃加力系统,这导致其最新改进型——重达350公斤的AI-25TLK的起飞推力也只有1720千克力,经济巡航推力更是只有515千克力。很难实现媒体宣传中的性能。

  具体而言,采用了超大展弦比平直翼和重量仅为175公斤的霍尼韦尔TPE331-10涡桨发动机的美军MQ-9死神无人机为了携带1700公斤的有效载荷,飞机空重还高达2223公斤。外加最大1800公斤的燃料,即使不挂载弹药,MQ-9无人机的起飞重量也在3吨到4吨之间。与MQ-9相比,目前贝卡尔公司释放出的MIUS无人机的CG图采用了类似某国某型战斗机的更加偏重超音速升阻比的气动布局,外加一台更重的发动机。即使削减载油量,同时又完全不挂弹,在较为乐观的估计下其起飞重量也不太可能低于6吨。而想要把这6吨重的飞机推到1.4马赫的超音速,则可能需要3.6吨甚至4.2吨的地面加力推力(按推重比0.6~0.7计算)。

  当然,我们也不是只会看飞机推重比说事的杠精。在飞机的气动设计足够优秀的时候,飞机确实可以用较小的推力达到超音速,甚至实现超音速巡航。比如仅空重就有30多吨的SR-71黑鸟侦察机,就可以用两台加力推力不过11吨的J58涡喷发动机实现3马赫以上的最大飞行速度。这主要得益于SR-71专门为超音速飞行优化的气动外形。后来美国在设计ATF(后来的F-22)时,洛克希德公司给出的最初方案也是在SR-72/YF-12的基础上衍生而来的。

  然而,这次公开的MIUS无人机的气动设计充分参考的某大国隐身战斗机却并不是SR-71或者某火箭动力无人侦察机那样的人操火箭。其气动设计不仅要考虑超音速下的表现,更要考虑亚音速下的表现。这一点对于MIUS来说也是一样——贝卡尔公司既然要把MIUS设计成一款舰载无人机,势必要优化MIUS在低速下的升力系数、升阻比和操控性,以此让飞机实现短距离起降和稳定着舰。这就意味着MIUS也不能是一款无人火箭。因此,笔者推测所谓MIUS将要采用AI-25发动机的说法,可能是媒体按照之前土耳其方面的宣传照搬来的。

  其实早在去年6月份,贝卡尔公司就在他们的PPT中提到过MIUS无人机项目。不过那个时候的MIUS不论是外观还是性能参数都与现在有很大差别。当时PPT中的MIUS采用了大展弦比小后掠角机翼和双内倾尾翼设计,优化更加偏重亚音速段,几乎没有什么超音速潜力,也不具备什么机动性。当时贝卡尔公司宣传该机的性能数据大致为:升限40,000英尺、航时4~5小时,起飞重量3.5吨,载弹量1吨,巡航速度0.8马赫。而对于这样一架飞机来说,一台AI-25发动机是完全够用的。

  而在这一年对设计指标和气动外形进行了大幅修改之后,MIUS对发动机的要求自然也要水涨船高。在悲观一点的估计下,该机的空重达到4吨级甚至5吨级(X-47B载弹2吨,空重6吨级)都丝毫不会让我们觉得奇怪。此时采用与AI-25同一设计局设计的AI-322F加力涡扇发动机才是更加明智的选择——反正又不是买不到。

  除了性能参数的问题外,MIUS的“上舰奇谭”也十分值得我们深究。从原理上来说,采用小展弦比中等后掠角机翼和升力体边条鸭式布局的飞机在低速下有相当不错的升力系数,可以实现在航母或两栖攻击舰上的短距离起降。真正的问题在于——它要怎么降落。之所以这么说是因为目前已经建造完成进入海试阶段的阿纳多卢号两栖攻击舰并没有设置拦阻降落装置。考虑到加装阻拦索需要对飞行甲板以下的结构做相当大的改动,阿纳多卢号低矮的机库未必支持这种修改,因此为该舰加装阻拦索也并不现实。

  阿纳多卢号原本只预计搭载直升机,直到土耳其政府宣布其有意采购F-35B后才临时加装了滑跃甲板供F-35B短距起飞使用。后来土耳其因购买俄罗斯S-400防空导弹系统的问题与美国谈崩,F-35的采购也就没了下文。此后,土耳其对阿纳多卢号的定位又变成了一艘能够携带30~50TB-2无人机的无人机航母。仅在北约盟友有需求时,可以为其F-35B战斗机提供支持。

  这里可能有人会问了,TB-2不是一样不能垂直降落吗?土耳其打算怎么让它降落在阿纳多卢号上?其实作为一种大展弦比平直翼低速察打一体无人机,TB-2的最大飞行速度仅仅只有120节,其巡航速度更是只有70节(约130公里/小时)。虽然没有失速速度的信息,但是不太可能高于60节。再加上TB-2型还是一型螺旋桨无人机,其在降落时完全可以通过机轮刹车+螺旋桨反转来实现快速减速(甚至可能连螺旋桨反转都不需要)。

  类似的操作在C-130F-35B上也都有应用。在开发C-2运输机之前的1963年,美国海军曾经尝试过让海军陆战队的KC-130F空中加油/运输机在福莱斯特号航母上无弹射起飞和无拦阻降落。当年10-11月间,美国海军试飞员詹姆斯·弗拉德利三世在福莱斯特号航母上成功进行了29次触舰复飞,21次无拦阻着陆和21次无弹射起飞。虽然福莱斯特号航母比阿纳多卢号两栖攻击舰长了不少,但C-130运输机的失速速度高达100节,重量也比TB-2高了几百倍不止。如果C-130能仅仅通过机轮刹车和螺旋桨反转实现无拦阻着舰,那TB-2也没有任何理由不行。

  然而对于MIUS来说,在长度不到250米的飞行甲板上降落却存在诸多挑战。首先,涡扇发动机不存在反转一说,就算采用反推装置,其反推效率也赶不上螺旋桨;其次,这是一款超音速无人机,其失速速度甚至不会比TB-2的最大速度低多少。要让这样一款高速飞机在短时间内仅仅依靠自身的力量迅速停稳,在MIUS之前还不存在这样的技术。此前,瑞典为了让萨博J-37战斗机能够在较短的野战机场上降落,为其JT8D涡扇发动机配备了反推装置。在反推装置的协助下,萨博J-37也仅仅是实现了450米的降落滑跑距离(注意是滑跑距离而非跑道长度)。考虑到阿纳多卢号两栖攻击舰飞行甲板长度只有210米左右,还要在前后留出安全冗余,实际可供MIUS降落的滑跑长度可能只有150米左右。即使MIUS采用与J-37类似的减速设计,也不太可能在阿纳多卢号两栖攻击舰上安全降落。

  这样一来,土耳其人或许只能考虑用比较古老的外部阻拦方式协助MIUS降落——比如衣阿华级战列舰上曾经用过的回收网。与航母上的阻拦网不同,衣阿华级战列舰上的回收网并不占用甲板下空间,只需要将阻拦网及其附属钢结构固定在甲板上即可,可以较为方便的整合到阿纳多卢号上。但这样做的缺点是飞机降落前需要较长的准备时间,飞机降落后还需要较长的时间将飞机推离着陆区。这两点都会降低甲板的调度效率,因此类似的阻拦网在现代航母上一般只当做飞机遭遇故障无法降落时采用的最后手段,而非常规手段。如果土耳其硬要通过这种方式实现超音速无人机上舰,其能够起到的效果也十分有限。

  当然,还有另一种思路就是既然不能安全着舰,那索性就不着舰。目前土耳其的海外干涉行动,要么就在土耳其周边,要么就是在当地有亲土耳其政权。那么土耳其人就完全可以让MIUS在阿纳多卢号上起飞,执行完任务后就近在友军陆地机场降落。类似的战术英美两国在二战时期也用过。当时两国海军的航母搭载着用吊车吊到航母上的英国空军喷火战斗机,在距离马尔它岛较远的地方放飞这些飞机,再让这些飞机自行转移到马尔它岛上的空军基地中。

  根据贝卡尔公司的计划,MIUS无人机将在2023年实现首飞。至于这架“无人-20”最终能不能实现现在宣传的性能指标,又能不能在阿纳多卢号两栖攻击舰上成功起降,或许到那时才能找到答案。


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