爱吱声

标题: 隐身超音速无人机Thanatos [打印本页]
作者: 晨枫    时间: 2024-12-22 00:44
标题: 隐身超音速无人机Thanatos
本帖最后由 晨枫 于 2024-12-21 11:17 编辑 * D6 u+ M: [$ u- k  `

5 G- W+ e! r& Y* s& w; g% yKratos是最先被美国空军选中，作为忠诚僚机进入技术验证的，XQ-58已经飞了一段时间了。诡异的是，在正式竞标的时候，General Atomics Gambit和Anduril Fury入选最终竞标，Kratos出列。现在知道，Kratos在憋劲，准备参加下一阶段的忠诚僚机竞标，设计方案就是Thanatos，已经首飞了。% T1 u/ @: W. l: @
& t9 Z- T$ V6 g
% f8 b0 Y: f7 ~5 k. m, E
XQ-58已经和F-16、F-35、F-22等飞机演练忠诚僚机有一段时间了
- y1 L/ e& Z: k' m2 \- N8 c# P4 N; _
9 {5 i% I$ p  F, T/ }. L
Thanatos的设计有特色，最大特色是无垂尾和边条上进气口! ]8 z% r9 E! I* I- V/ e

! `+ D/ j8 o8 }6 A: S. w 1 J* h3 P2 b( D0 F* s
这是更加符合翼身融合体的构型，但有相当明确的中央机体和翼身分界
5 f' _: j/ w: H5 w* O
/ N# J! W6 s# a% b1 {Thanatos的设计有特色，最大特色是无垂尾和上表面进气口。这也更加符合翼身融合体的构型，但有相当明确的中央机体和翼身分界。: c4 _, l" h: s5 I( \) c- e3 f
3 e7 |4 B( ?& r  R8 X0 @
还不清楚Thanatos的技术参数和飞行性能，看样子可能超音速，估计和典型战斗机对标。XQ-58、Gambit和Fury都是亚音速的，实际上当不了忠诚僚机，只能当忠诚哨机。# f; K/ I8 \4 }5 T

; G( P! u1 x1 hThanatos这样的机翼平面用于亚音速巡航有点不给力。这也是高度重视隐身的设计，机翼前后缘的后掠角对齐。已经很久没有看到人字翼以外这样“原教旨主义”的边缘对齐机翼了。
0 [8 c& d8 R; Q/ |9 o* E0 U$ ?1 A
6 w6 C* d" |( Y6 r+ d& i! F# p边条一直延展到机头，很有点像诺斯罗普Tacit Blue的机头后掠化了。事实上，Thanatos在整体上就很有点Tacit Blue再世的感觉，当然超音速化了，无垂尾化了。
* c+ q! [: b% y5 r  Y' A/ g- o: }4 t- \0 O

/ Z- k# c3 K6 q9 rTacit Blue隐身研究机! ^7 E* S( g2 p' Z; q  R

! c: L+ U* B4 |1 E' Q$ qTacit Blue是第一代隐身设计中是最原教旨主义的，比最后导致F-117的Have Blue更加隐身。多少年来，Have Blue和F-117解密得差不多了，但Tacit Blue一直没有爽快解密。Tacit Blue这个隐身基本设计最后导致B-2。
# A; S! O  V% Q
! c& g" C. S1 L" T0 ?9 }* eB-2是无尾飞翼，气动构型与Tacit Blue完全不一样，但“驼背锐边”的设计都是出于同样的“电磁能量沿圆浑上表面爬行后在尖锐边缘流失”的思路。据说这是诺斯罗普首席电磁物理学家Fred Oshira在苦思冥想不得其解时，陪孩子在迪斯尼玩，手里捏着橡皮泥，看到spinning cup而灵机一动想到的。Tacit Blue 好似“坐在平板上”的基本设计就是这样来的。
; O, x% ?/ d' e9 Q6 B0 ?( E5 [4 r3 @7 h% r' N, \
Tacit Blue还采用“跌入式”进气口，既降低阻力，又增加隐身。现在波音MQ-25“黄貂鱼”上的进气口出自同门。& Z) c$ ?- ]! P
) P9 @) K1 Z3 k: j
Thanatos的进气口不是“跌入式”，而是在机身两侧边条的上方。进气道是复合S形，在水平方向上向中线弯曲，在垂直方向上向下然后向上，有效地掩盖了发动机正面。
: B2 a1 M/ t: ~6 n' ?7 H! v! Q- J2 m) z- |' P4 M2 d0 E
有意思的是，两侧进气口和进气道当然是翼身融合体的一部分，但Thanatos的翼身融合体很特别，两侧进气道和中间机体有明显的“分界沟”，中央机体是规整的扁柱体。
" u% M) W: P/ i% c. T, K9 j! @0 W3 }" y3 l. E1 z
直通通的柱体有利于结构强度，也便于制造，但这里可能更大的作用是帮助方向安定性。无尾飞翼很大的问题是不易保持方向安定性。圆浑上表面的气流不总是规则地从前向后流动，在各种气动干扰下，会发生横向流动，导致各种偏航影响。B-2采用上下裂板式副翼，用差动阻力控制偏航。这带来额外阻力，也削弱隐身。近20年后，X-47依然采用差动阻力，只是不再采用复杂的上下裂板式副翼，而是上表面扰流片和单片式副翼合作控制偏航，阻力和隐身问题依在。2 ?7 S9 T3 X3 x) n1 R( g8 x

$ N$ K7 S  I" e' \( @6 G & n  @0 z7 B# A* O& }* |
B-2采用裂板式副翼提供差动阻力，控制偏航1 ~, T+ Q. G' [0 @9 K0 B, m9 d

; D$ h. Y( a$ o8 L; {' b( y
, e4 {* t# e  W5 X+ p2 c: QX-47B用上表面扰流片和单片式副翼提供差动阻力; A4 t# i6 K4 w: L1 P
! J7 U2 D# n5 _$ u/ V1 T
Thanatos或许依然有一定的差动阻力控制，但同时用中央机体和两侧进气道之间的深沟等效于垂尾的作用。常规垂尾用暴露的面积提供方向安定性的力矩，要求在重心后的侧向投影面积大于重心前。Thanatos的“双沟”两侧的投影面积似乎还做不到，但依然提供有用的“隧道”效应，并降低偏航控制的负担。Thanatos的扁平喷口内可能还有类似X-47B的“内置垂尾”，X-47B是单发，喷口内没有分隔板的需要，这是用于补偿垂尾的缺失的。用被动的方式增加方向安定性，比纯主动的差动方式更加简单、可靠。“内置垂尾”的代价是推力损失，Thanatos那样的“分界沟”的代价是不平整的上表面，隐身方面有一定的代价。
- Y, V6 }. l9 t. t2 j3 @/ {; f

7 A5 v1 v* d1 c% [" N9 Z( NX-47B的尾喷口内有“内置垂尾”，用喷流速度补偿面积的不足; X7 P; n7 N) b! ?

& N) r. ^, z" W9 ?# b6 X
* V8 Z$ e) j* k这是模型，但“内置垂尾”的细节更容易看清楚
4 v8 ]0 A5 O, N3 y8 Y  k( x, V) B* z: v, I4 Y0 |9 B9 y8 B! @; z
进气口前的上表面切出一个缺口，缺口引向进气口。缺口前的边条后掠角不仅有隐身考虑，更是对激波的形成有考虑，需要对进气形成预压缩，帮助进气道的总压恢复。进气口上唇的后掠角也是一样，还需要与激波的角度贴合，既要减少从进气口唇口向外侧的漏气，又要避免激波扫到进气道内壁。应该也有某种DSI的考虑，以便分离进气气流的附面层，但现有图像里细节看不清楚。
- k6 z& ?. B+ f: S
8 a% b* ~$ C, J8 z2 ^; a" o6 `上表面进气口有助于隐身，尤其是Thanatos的任务以对地攻击为主。但上表面进气口不利于机动性，一拉起就容易进气口“断气”。这是所有上表面进气的通病，不是Thanatos特有的。
+ J8 Y1 o. h) L% y- P* Z* P1 n, ^, C, ?$ L
但上表面进气不光有利于隐身，还有利于留出完整的机腹，这对机腹弹舱很重要。从3D图容易看到，Thanatos的弹舱延伸到进气口之前，三点式起落架的布置也很紧凑、自然，这与上表面进气口让出机腹空间不无关系。当年北美F-107的设计也采用背部进气口，正是出于类似的考虑。; v. T8 E4 t2 l! Z, W! V
) Q. _. g4 M8 e8 ^( K4 e
/ k6 }/ G8 {2 z/ j% C0 ?. X
当年的北美F-107也采用背部进气口，与隐身无关，就是为了让出地方，有利于安排完整的机腹弹舱
0 [0 A  ]) B- z3 ?% m1 t; ?# G/ U% m5 J
但机动性问题也不能不考虑，F-107下马的部分原因就在于机动性太糟糕，而且飞行员弹射太危险。4 {, ~) @* b+ F  p# H
5 h4 U" ]- i) f" X
Thanatos倒是没有飞行员弹射的问题，也索性没有垂尾。这提供了一个全新的可能性：在正常飞行的时候，进气口在上表面；在高机动飞行的时候，来一个鹞子翻身，进气口就成了下表面了，这样大迎角拉起就不再有进气气流畸变问题。无垂尾使得“正飞”、倒飞没有差别，非对称翼型的倒飞问题可以用迎角来补偿。
3 e" W3 Z; g7 \+ q* j. P8 ], t' R1 f3 U0 h% C1 v6 n+ R) w
当然，问题会有很多。飞控律在正飞、倒飞时完全不同，机腹弹舱在倒飞时武器投放是大问题，但这些都不是不可解决的。关键是无尾飞机容许倒飞也成为正常飞行状态之一，尤其是无人机没有飞行员倒飞时的生理限制，这一全新的可能性不容忽视。
4 a. c- V& G5 z
' b1 _! S* l. p" Z- R; {! LThanatos能“正常倒飞”吗？不知道，但这一可能性已经存在了。
; A( G3 J  V0 M3 \1 j' i3 r, t( ^% P( K  R. L& e2 U
越看Thanatos，越觉得这是一个很有意思的设计。
作者: 大黑蚊子    时间: 2024-12-22 21:57
有个问题，倒着飞的时候，这货的隐身性能应该跟正着飞的时候有差距吧，那还算隐身忠诚僚机么
作者: 晨枫    时间: 2024-12-23 00:23
大黑蚊子 发表于 2024-12-22 07:57
  ~! }4 G9 \( G有个问题，倒着飞的时候，这货的隐身性能应该跟正着飞的时候有差距吧，那还算隐身忠诚僚机么 ...

2 L, w+ k2 o" E9 @应该差异不太大。全向隐身嘛，上下也包括在内。
作者: 小木    时间: 2024-12-23 22:00
任意反正的主要问题就是供油设计上需要多一些考虑和重量吧，感觉相比带来的好处，代价很小。
作者: 晨枫    时间: 2024-12-23 23:44
小木 发表于 2024-12-23 08:00
( m& I& e+ w1 x4 W2 ^% P1 u7 k任意反正的主要问题就是供油设计上需要多一些考虑和重量吧，感觉相比带来的好处，代价很小。 ...
/ x! L  e# n, r) A! Y
你说的对，供油要重新考虑。不过现在战斗机、教练机也能倒飞，只是一般时间不长，否则飞行员受不了。估计供油不会是大问题。
作者: mezhan    时间: 2024-12-24 02:22
晨枫 发表于 2024-12-23 23:44' L2 Q$ R! Q' X2 B7 e2 ]
你说的对，供油要重新考虑。不过现在战斗机、教练机也能倒飞，只是一般时间不长，否则飞行员受不了。估计 ...
, o) e7 ?6 ]4 s
"供油不会是大问题。"+ Y9 E  O: x) i8 y; {

* d+ a, C0 T+ s反正都是用油泵,  不是靠重力
作者: 晨枫    时间: 2024-12-24 02:42
mezhan 发表于 2024-12-23 12:22* J) D& R, g# o* R
"供油不会是大问题。"
; t) o' k9 T' I* h3 r
) H  \4 n2 }3 q6 c  k反正都是用油泵,  不是靠重力
' C( W' ?+ Q$ i7 D$ b- v" i# L
什么泵都有NPSH啊，没有足够的压头，泵没法好好工作哦。要么惰性气体加压的压力大于重力（这个要求有点高），要么有多个取油口，但要有阀门保证露空的取油口不会有惰性气体进入油管和油泵，也挺啰嗦的。
作者: 隧道    时间: 2024-12-24 13:05
小木 发表于 2024-12-23 22:002 H% p) G  u+ V3 i$ ^7 k- f) @
任意反正的主要问题就是供油设计上需要多一些考虑和重量吧，感觉相比带来的好处，代价很小。 ...
) x8 e# {% p. i6 S' z- u' |
进油软管口加个配重？
作者: 晨枫    时间: 2024-12-24 14:21
隧道 发表于 2024-12-23 23:05* a0 Q4 k( \0 ?
进油软管口加个配重？

7 k( y+ B3 Z- C" A/ a那机动飞行的时候不猛晃荡啊
作者: 隧道    时间: 2024-12-24 14:41
晨枫 发表于 2024-12-24 14:211 p' ?# q$ w( c! M  v: E3 Q9 l/ g
那机动飞行的时候不猛晃荡啊

9 w+ L2 {8 e3 C0 r! H那就上下各一个进油口。。
作者: 小木    时间: 2024-12-24 21:18
晨枫 发表于 2024-12-23 09:44
- X; p1 o  [0 {5 h& O3 _: Y你说的对，供油要重新考虑。不过现在战斗机、教练机也能倒飞，只是一般时间不长，否则飞行员受不了。估计 ...
' I" y: l# p" k. l6 M
现代设计里不还是都有专门的容量非常有限的倒飞油箱吗。当然这个的尺寸限制应该和飞行员的承受能力相辅相成。
1 V4 P, z& x4 H/ l- I* w另外还有滑油系统的倒飞设计。) d- o1 m( n7 x. w+ r4 U6 j, p) m
要克服肯定都是得加重量的。
作者: 晨枫    时间: 2024-12-25 01:33
小木 发表于 2024-12-24 07:183 v" r  `  I, ?6 k) D
现代设计里不还是都有专门的容量非常有限的倒飞油箱吗。当然这个的尺寸限制应该和飞行员的承受能力相辅相 ...

% Y/ j) H/ v4 {- u' P4 d' w6 x是的，没准把倒飞油箱大大扩大，再增加油箱之间的转移机制，就可以解决问题？



欢迎光临 爱吱声 (http://129.226.69.186/bbs/) Powered by Discuz! X3.2