無偵-8高空高速無人偵察機(jī)在不久前作為唯一黑色涂裝的無人機(jī)接受檢閱令人大呼過癮,是外界最關(guān)注的明星武器之一。
無偵-8能夠獲取目標(biāo)區(qū)的高分辨率影像,為作戰(zhàn)單位提供打擊前偵察與打擊后效果評估。談到無偵-8,很多介紹都會(huì)將其與國外的無人機(jī)相提并論。但毫無疑問,這不但是中國的第一種(已公開)大型超音速無人機(jī),其他國家也沒有這種級別的無人機(jī)。今天,北國防務(wù)就來試著說說這獨(dú)一無二的無偵-8
△無偵-8高空高速無人偵察機(jī)
說到高空高速無人機(jī),很多人第一個(gè)想到的就是美國的D-21。這種無人機(jī)由洛克希德公司為中情局開發(fā),他們在上世紀(jì)60年代發(fā)展了A-12偵察機(jī)(美國空軍購買的版本稱為SR-71),本來想藉由第一代隱身技術(shù)與3馬赫的高空高速穿透蘇聯(lián)防空網(wǎng),但后來發(fā)現(xiàn)蘇聯(lián)防空系統(tǒng)的進(jìn)步使其突穿已非萬無一失,于是又用A-12偵察機(jī)的技術(shù)發(fā)展出無人版的D-21A。
D-21A具有與A-12相似的外型,但改用較輕的沖壓發(fā)動(dòng)機(jī),由A-12偵察機(jī)改裝的M-21母機(jī)背到目標(biāo)區(qū)外以3馬赫發(fā)射,能以3.3馬赫的速度在27千米多的高度飛行3000海里的距離。在拍攝完目標(biāo)區(qū)影像后,會(huì)轉(zhuǎn)身朝外海飛行,在預(yù)計(jì)的回收區(qū)拋出底片匣給運(yùn)輸機(jī)回收,無人機(jī)則在空中爆炸自毀。
△上圖A-12背負(fù)的D-21A,可看到進(jìn)氣錐包有整流罩以降低阻力;下圖為B-52掛載的D-21B,下方連接了大型助推火箭
D-21A在1964年首度試飛,但是第4次試飛時(shí)由于無人機(jī)在釋放后故障并撞擊M-21母機(jī),導(dǎo)致飛機(jī)墜毀與一名飛行員死亡后,洛克希德認(rèn)為“3馬赫射飛機(jī)”實(shí)在太過危險(xiǎn),于是又發(fā)展了由B-52發(fā)射的D-21B。
然而,D-21的沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)必須在三馬赫以上的速度才能運(yùn)作,而B-52不可能超過音速,于是D-21B必須在下方連接一具助推火箭協(xié)助其達(dá)到?jīng)_壓發(fā)動(dòng)機(jī)所需的高度與速度后,再拋棄火箭并執(zhí)行任務(wù)。D-21B曾四度執(zhí)行任務(wù),目標(biāo)都是中國,雖然都沒有被中國發(fā)現(xiàn)或攔截,但也沒有成功傳回底片。第四次飛行墜毀在云南山區(qū),現(xiàn)于北京航空博物館進(jìn)行展示。
△俄羅斯的Kh-22導(dǎo)彈(上)擁有一大一小的火箭發(fā)動(dòng)機(jī),無偵-8(下)則是由兩具火箭發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力
無偵-8的機(jī)背具有兩個(gè)掛耳,顯示它可能是由轟-6系列轟炸機(jī)掛載到高空發(fā)射,如同D-21B一樣。因此,無偵-8同樣會(huì)面臨發(fā)射母機(jī)速度不夠的問題,但它并沒有仿效D-21的火箭+沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì),而是只采用單純的火箭動(dòng)力。
然而,火箭動(dòng)力雖然沒有發(fā)射高度/速度的限制,但一般武器使用的固態(tài)燃料火箭發(fā)動(dòng)機(jī)有推力雖大,持續(xù)時(shí)間短的問題,只能在全力爬升到太空后,俯沖回大氣層進(jìn)行高超音速滑翔的方式來延長飛行距離。但無偵-8的尾部只有兩具較小的火箭噴嘴,這表明它很可能采用液態(tài)燃料火箭發(fā)動(dòng)機(jī)來延長燃燒時(shí)間與飛行距離。
△無偵-8的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)噴口特寫
液態(tài)燃料火箭的特點(diǎn)是油門運(yùn)作范圍較大,可以在大油門進(jìn)行加速后,再以小油門維持巡航,因此像蘇聯(lián)最早的P-15(北約代號(hào):SS-N-2“冥河”)反艦導(dǎo)彈就利用液態(tài)燃料火箭可以接近音速飛行近80千米。
蘇聯(lián)后來為圖-22M“逆火”發(fā)展的Kh-22重型空射反艦導(dǎo)彈則有一大一小的噴嘴,兩個(gè)噴嘴在加速時(shí)會(huì)同時(shí)運(yùn)作以產(chǎn)生7噸的總推力,但在達(dá)到所需速度后,則會(huì)以其中一具噴嘴產(chǎn)生1.3噸或600的推力來維持速度并延長作用時(shí)間。無偵-8的兩具噴嘴很可能也是采用“雙推加速、單推巡航”的方式運(yùn)作。
△中國飛行試驗(yàn)研究院的一篇論文提到一種火箭動(dòng)力無人機(jī)是在中高度點(diǎn)燃火箭后,爬升到高空執(zhí)行35分鐘任務(wù)后,再以無動(dòng)力滑翔返回降落
無偵-8的構(gòu)型還有個(gè)特點(diǎn):其翼面相當(dāng)大,雖然翼面與機(jī)身融合的特性可以降低雷達(dá)回波,但仍會(huì)限制激波錐的角度而產(chǎn)生較大的高超音速阻力。無偵-8需要這么大的翼面可能有幾點(diǎn)原因:
1. 無偵-8擁有起落架,采用自行降落的方式回收,因此需要翼面產(chǎn)生較大的亞音速升力來減低降落速度;
2. 較大的翼面可產(chǎn)生較大的轉(zhuǎn)彎升力,使其在超音速突防/穿透階段可以伴隨轉(zhuǎn)彎機(jī)動(dòng)來規(guī)避攔截;
2. 較大的升力也可用來可爬升到較大的高度并維持平飛?;蛟S這就是稱為“高空高速無人機(jī)”的原因:“高空”在“高速”前面,或許也顯示整體設(shè)計(jì)主要以高空飛行為目標(biāo)
△中外網(wǎng)友發(fā)現(xiàn)之前公布的兩項(xiàng)科研成果可能與無偵-8有關(guān),一是中國精合集團(tuán)以3D打印技術(shù)制造的鈦合金機(jī)身框架(左);另一項(xiàng)是龍飛航空附件公司展出的無人機(jī)用復(fù)合材料耐熱頭錐
為何“高空飛行”比“高速飛行”重要呢?雖然高空飛行具有浪費(fèi)攔截導(dǎo)彈燃料的效果,但也會(huì)增加雷達(dá)探測的視線距離,所以突防/穿透型武器大多會(huì)避免飛得太高。
但對偵察型武器而言,高空飛行卻能夠在同樣的視角下能增加自身拍攝面積,因此以高空飛行的無偵-8跟低軌道衛(wèi)星一樣能在一次通過就完成大面積地面的拍攝,使指揮中心能在攻擊前確認(rèn)機(jī)動(dòng)武力的確切位置,攻擊后則能夠清點(diǎn)被命中的目標(biāo)殘骸,從而規(guī)劃下一波攻擊行動(dòng)。這代表無偵-8一定程度上可說是偵察衛(wèi)星的替代方案,在偵察衛(wèi)星不能在恰當(dāng)時(shí)間通過目標(biāo)上空,或是在衛(wèi)星遭到敵軍摧毀時(shí),能用無偵-8快速帶回目標(biāo)情報(bào)。