從YFQ-42的來路看CCA的去路_風聞
晨枫-自由撰稿人-古今多少事,都付笑谈中09-01 07:40
據報道,YFQ-42近期已經首飛,但具體時間沒有透露。

這是美國空軍協同作戰飛機(CCA)第一階段競標中的二選一選手,通用原子公司算美國無人機公司裏的翹楚了,也是美國航空工業新貴。

MQ-1“捕食者”,後重新定名為“捕食者A”

MQ-9“死神”,後重新定名“捕食者B”
作為新秀,通用原子的產品從MQ-1“捕食者”開始,發展到增大的MQ-9“死神”,後來將MQ-1重新命名為“捕食者A”,MQ-9為“捕食者B”,隨後推出的噴氣式無人機就是MQ-20“捕食者C”,並由此推出MQ-67和YFQ-42。

從上到下:MQ-20“捕食者C”,MQ-67,YFQ-42
MQ-1的基本設計其實來自以色列奇人亞伯拉罕·卡萊姆,推進螺旋槳的效率比拉進螺旋槳更高,傳統的拉進螺旋槳更多是由於發動機位置而不是推進效率;倒V形尾翼同時作為起飛、着陸時防止螺旋槳觸地的裝置;大展弦比機翼有利於升阻比,這是長航時的必須;機頭空間正好作為載荷艙,隆起的機頭背部是衞星天線的天然位置。這個構型後來被大量無人機模仿。
MQ-1是活塞式發動機,速度、升限都受到限制,只有217公里/小時和7600米。MQ-9改用渦槳發動機,起飛重量和飛機尺寸都加大,速度和升限都提高,達到480公里/小時和15000米。用加高的尾鰭保護螺旋槳,尾翼回到更加常規可靠的正V形,有利於避開機翼下洗氣流對倒V尾的不利氣動干擾。MQ-9更大的起飛重量意味着更大的留空時間,從24小時提高到27小時,改進型MQ-9B達到40+小時。更高的升限意味着更大的監視範圍,也有利於避開肩射和野戰防空導彈。MQ-9已經全面取代MQ-1。
螺旋槳無人機的盡頭是噴氣式無人機,通用原子接着推出MQ-20“捕食者C”,升限依然為15000米,巡航速度提高到650公里/小時,最大速度達到740公里/小時,留空時間則降低到18小時。機內武器艙可以攜帶1600公斤彈藥,6個外掛點可以攜帶2900公斤彈藥。顯然,這是作為無人作戰飛機推出的,但最終沒有大量使用,儘管取得了MQ-20的正式軍用代號。
無人作戰飛機光是能發射武器是不夠的,需要攜帶有用的傳感器、自主飛控和戰鬥管理,更需要攜帶足夠的武器,點到為止是不夠的。察打一體無人機以察為主,以打為輔,打的也是小型、零星的點目標。要摧毀設防目標或者集團目標,還是需要足量的彈藥。
MA-20也太單薄,看着就不經打的樣子。確實,這主要是察打一體的MQ-9的噴氣化,底層思維和設計基礎並沒有大變。
MQ-67是更加認真的無人作戰飛機,與MQ-20的淵源肉眼可見。繼續採用背置發動機進氣口,這一方面有隱身的作用,尤其對地面的防空雷達,但最主要的還是把機腹空間騰出來,用於寬大、完整的武器艙。
MA-20的外形隱身其實蠻考究。機體的側稜有隱身作用,但在六七百公里/小時的速度下,側稜的邊條作用有限。機翼、尾翼也不是為高機動設計的。説到底,這是察打一體的噴氣化,激烈機動本來就不是剛需。機翼有所後掠,有利於速度提高,內段和外段邊緣對齊,寬大的內翼段增加了機翼油箱的容量,也改善了翼根結構的受力設計。問題是除了速度更快,航渡時間縮短,這樣的噴氣化優點不多,留空時間還縮短了。
MQ-67的具體技術指標並沒有透露,但看得出來,這是更加精細化的設計。機翼老老實實改為常規的後掠翼,可能意味着速度進一步提高。機體俯視的話代一點兩頭尖、中間寬的紡錘形,增大機內容積。側稜向機頭方向變寬,在機頭形成鏟形,可能意味着邊條作用的大大增強。這意味着機動性要求增高。但MQ-67説到底是“外掛傳感器”(OBSS),依然是以察為主,以打為輔。
這是與克拉託斯XQ-58同時代的,但避免了靶機出身的XQ-58的先天性毛病。靶機是一次性使用的,即使回收,再出動也沒有緊迫的時間要求,所以通常省卻起落架,用滑軌和助推火箭起飛。回收的辦法多種多樣,這樣的大型靶機一般用回收傘,作業比較費事。
作為無人作戰飛機,有兩種基本使用思路。一種是平時不怎麼用,有人機作為空中行動的基本力量;戰時需要增援和加強的時候,無人機再作為打手和炮灰大量出動。這樣的話,靶機模式問題不大,反正是一次性使用,滑軌發射還不佔用跑道,省卻起落架則降低重量和成本,有利於一次性使用。另一種是平時就作為日常力量的補充,需要伴隨有人機正常出動、回收。
美國海軍一直是第二種思路,艦上空間有限,負擔不起把無人機當做耗材的思路。美國空軍開始時是第一種思路,但也很快發現走不通。
美國空軍對無人作戰飛機的思考經過好幾個回合。一開始也是直接把察打一體無人機作為入門級無人作戰飛機,馬上發現這東西很難適應高烈度戰爭環境,噴氣化也不根本解決問題。要與有人作戰飛機組隊作戰,更要解決接近戰鬥機的航程和機動性問題,至少要達到高亞音速。航程方面應該比戰鬥機更遠,這才能為戰鬥機打前站、打後衞。加上必要的傳感器、通信設備、武器載荷,一來二去,相當大的尺寸和起飛重量免不了,百萬美元級只是廠商對裸機的釣魚報價,實際上千萬美元級起跳,2000-3000萬美元更加現實,根本不可能當做耗材使用。早年那些從察打一體無人機搬過來的低成本無人機都達不到要求,哪怕噴氣化了。
基本思路從一次性使用變為可消耗的重複使用,循環出動就是剛需,所以克拉託斯最後還是推出了帶起落架的XQ-58改型,結構上需要大改,因為起落架安裝點承受的着陸衝擊力很大。MQ-67則從一開始就是帶起落架的,適合快速反覆出動和回收。但MQ-67沒有解決太小的問題。
到了CCA,直接加倍放大了。YFQ-42的具體技術數據依然保密,但肉眼可見,大多了,估計起飛重量加倍不止。機翼後掠角大大增加,暗示速度大大提高。但這樣的構型依然不超過高亞音速。氣動設計進一步精細化,鏟形機頭的渦流發生器效果更好,但非線性也嚴重。常規的側稜-邊條更加可控。YFQ-42還加寬了側稜-邊條,形成類似F-16的側體,高機動性的用意顯而易見,但估計還是達不到戰鬥機的9g那樣的極端。機背進氣口也在本質上限制了高機動能力。
根據前美國空軍部長肯達爾的説法,CCA的主要作用並非空戰或者突擊,而是作為有人機的“外置傳感器”和“外置彈艙”,這與一般的“忠誠僚機”的期望還有相當大的距離,但也是技術漸進的需要。CCA需要低成本,現在估計單價在2000-3000萬美元水平,美國空軍認為需要1000架,以一對二的比例配屬250架F-35A和250架F-47(一説300架F-35A和200架F-47)。換句話説,要是這兩架CCA被打掉一架可接受,那就是對“有人長機”不重要;要是很重要,被打掉一架就是不可接受的損失。這從功能方面否定了“可消耗迷思”。
作為炸彈卡車或者導彈卡車,也需要在相對低的防空威脅環境下使用,高威脅環境下消耗不起,還是用視距外攻擊武器更加合理。低威脅環境下載彈量欠缺一點,但還可接受。
但“忠誠僚機”依然是夢想,CCA2.0應該達到超音速、高機動、高度隱身、自主態勢感知和自主作戰。有人戰鬥機都是超音速的,CCA不能超音速帶來很多部署和出動上的不便,有可能速度要求比有人戰鬥機還要高,否則有人機一轉身,CCA就跟不上了,那不行;高機動的作用顯而易見;高隱身也很必要,否則就成不打自招了;更高程度的自主態勢感知和自主作戰不用多説。不過成本可能又要翻番了。美國空軍好像推遲了CCA2.0,先把CCA1.0整明白再説。
現在通用原子YFQ-42首飛了,安杜里爾YFQ-44還沒有報道,應該也快了。

下為YFQ-42,上為YFQ-44
安杜里爾YFQ-44的進氣口在機腹,有利於利用前機身作為進氣預壓縮,提高發動機進氣效率,尤其在高機動條件下。但通用原子很正確地指出一個大問題:機內武器艙在哪?
安杜里爾沒有明確回答,只是説“不用你操心”。在機體內向上彎一彎、繞過機腹武器艙,這是做得到的,但機體內的空間效率較差,帶來重量、阻力代價。通用原子的機背進氣口是有道理的。當然,通用原子也沒法回答“你的高g機動性怎麼辦”的問題。
但無人作戰飛機世界的目光已經不在YFQ-42和YFQ-44,而在93閲兵中中國展示的全新超音速無人作戰飛機。嘿嘿,93閲兵還有兩天,我其實不知道會展出什麼,猜的,希望沒猜錯。6年前高超音速的東風-17驚豔登場,美國至今仍在苦苦追趕。2024年底南北六代驚豔登場,美國索性拿PPT追趕。現在中國超音速無人作戰飛機驚豔登場,美國要抓緊出計劃了。現有的CCA不夠看啊。