大翼展無人機上075的設想_風聞
晨枫-军事撰稿人-古今多少事,都付笑谈中2022-09-28 07:39

075的1號艦、2號艦早都服役了,現在3號艦也即將入役。這是平甲板兩棲攻擊艦,但不是航母。很多人期望這能作為小號航母,但中國沒有F-35B那樣的STOVL戰鬥機,加裝電彈和攔阻索徹底消除了用兩攻作為小航母的低成本優勢,而侷促的甲板面積使得這樣逼鴨子上架的“業餘航母”高不成低不就,缺乏戰術價值,也沒有成本優勢。成本起點低不等於成本終點低,大眾高爾夫魔改、冒充法拉利,成本早就不是大眾高爾夫了。

那用兩攻的平甲板起飛、着陸無人機呢?這一般是指中空長航時(MALE)無人機。

MALE無人機留空時間長,飛行高度高(説是中空,實際上可達15000米高空),可攜帶有用的偵察、監視載荷,也可攜帶一定的打擊武器。MALE無人機一般速度較低,這不是問題,大翼展平直翼不僅低速巡航效率很高,還特別有利於短距起落。但翼展很大在航母或者兩攻上運作,起飛、着陸就一掃一大片了。

實際上,翼展太大了,在陸地機場運作也不方便,U-2偵察機的起飛、降落就非常費事,必須有專人開車跟着觀察,隨時提醒保持水平。

但大翼展不是唯一獲得高升力的辦法,雙翼也可以的,而且不僅可等效於大翼展,實際翼展還較小。

雙翼的無人機不是沒有,但就是發展不起來。原因無他:雙翼只解決了低速下就能起飛和降落的問題,但在空中,阻力太大了。

好在有摺疊翼。航母上用摺疊翼很久了,但這只是節約佔地。如果換一個思路,再摺疊一下,高聳的翼尖就彎下來水平了,就相當於翼尖並不搭接的“漏氣”的雙翼了,有可能在控制艦上翼展的同時,增加有效的產生氣動升力的翼面,用較低的速度就升空。升空後,在繼續加速中,展開摺疊翼,恢復大翼展。着陸前,過程反一反。

差不多就是這個樣子的
最大的問題當然是摺疊翼的剛度。艦上摺疊翼並無特別的剛度要求,起飛前已經展開、鎖定,剛度也沒有問題。但在摺疊狀態下,是否還具有足夠的剛度和強度,以承受氣動升力和阻力的影響,這就是未知領域了。
估計不能只靠鉸鏈和液壓筒,可能需要可收放的斜撐,對摺疊的翼段加強、鎖定。升空後解鎖、展開。
由於是無人機,安全要求較低,技術門檻也相應較低。這樣的話,MALE無人機也能上艦了,而且甲板較窄的0072、075也可用。海上撒出去大量MALE無人機的話,最大的作用是海空監視和反潛巡邏,察打一體倒是次要的。反艦需要重型導彈,MALE無人機一般只能攜帶“地獄火”以下的輕型導彈,打大型軍艦是撓癢癢了。
技術上肯定不簡單,外翼段可能還要適當扭轉一下,以解決正常狀態的扭轉角和摺疊狀態下反轉的扭轉角的問題。最大的問題還是保持摺疊狀態下機翼在氣動升力和阻力下的穩定性。從重量較輕、成本較低、安全要求較低的無人機上開始用這樣的技術,正好。
另一個思路是旋轉翼。這其實是很有意思的思路,但問題也是多多。

波音X-50“蜻蜓”是已知的旋轉翼飛機。在試驗中升空了,但很快就沒消息了。

在垂直起落階段,機翼是旋轉的;升空後減速,最終鎖定,成為固定的機翼
在理論上,旋轉翼結合了直升機和固定翼的優點,波音也對此抱有很大期望,但在初步試驗後,就停止發展了。惡魔就在細節之中。

在旋翼和固定翼之間轉換,一側機翼需要在旋翼和固定翼狀態之間180度扭轉,否則翼型與相對氣流方向就對不上了,但在飛行中的哪一個階段做這事,就糾結了。
旋翼在飛機靜止時,用旋翼的轉動產生相對運動,產生升力;固定翼需要飛機有一定的速度,才能產生升力。問題是,固定翼的翼型是機翼兩側都向前的,旋翼則需要一側向前、另一側向後,這樣才能切線方向永遠迎風。在旋翼向固定翼轉換,或者固定翼向旋翼轉換的時候,一側機翼這麼在空中扭轉180度是不可思議的,一側失速立刻導致失控、墜毀。只有採用對稱翼型,也就是説,不分向前向後,只用迎角控制升力

典型翼型(下)是不對稱的,對稱翼型(上)是對稱的,但旋轉翼需要的不是上下翼面對稱,而是前後對稱,十分罕見。
對稱翼型早就存在,氣動效率比平底水滴型翼型低。前後對稱的翼型單靠迎角產生升力,氣動效率更低,並不適合對氣動效率要求很高的長航時無人機。不過這解決了翼型扭轉問題,容許在旋翼狀態逐漸減速後,最後鎖定,轉入固定翼飛行;或者在固定翼飛行減速後,逐漸轉入旋翼狀態。
但在動力上,需要驅動旋翼的傳動和減速機構,還需要固定翼狀態的推進系統,兩者之間的轉換也是一個麻煩。
另一個思路是,旋翼無動力,當作旋翼機處理,只有單一的推進動力。

旋翼機不能垂直起落,但能超短距起落,只要幾十米就可以。傳説中的可以在房頂滑跑起飛、降落就是這個意思。在075上,還有甲板風借一把力,十米滑跑起飛着陸不是夢。取消直升機動力也簡化很多,長航時依然不足,但可能是一個有用的折中?
為了避免機翼旋轉與尾翼的衝突,低置H形尾翼、倒V形尾翼都可以。兩攻上起飛、着陸不需要很大的迎角,接近水平的離艦、着艦就行。這樣可以降低尾翼與甲板的碰撞問題。
如果技術上能解決,旋翼-機翼能摺疊翼,不需要雙摺,像航母上那樣單折就可以,在旋翼狀態摺疊,在固定翼狀態展開,那又可以長航時了。
與摺疊雙翼相比,哪一個更有潛力?
其實MQ-9B的翼展為20米,075的寬度是38米。扣除艦橋和必要的安全空間,加上一側機翼可以部份懸空,MQ-9B一級的無人機可能不需要太多改裝就能上艦?當然,停機時摺疊翼還是必須的。


075要是能帶上十來架MQ-9B一級的固定翼無人機用作巡邏,再帶上十來架MQ-8一級的無人直升機用作反潛,已經能幹很多活了?
那還需要折騰摺疊雙翼、可固定旋翼這些名堂嗎?咳,不是總想着翼展越大越好嘛,更大的翼展容許更大的起飛重量。“全球鷹”的翼展達快40米了,可乾的活比MQ-9B多多了。