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[武器展望] 隐身超音速无人机Thanatos

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 楼主| 发表于 2024-12-22 00:44:02 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
本帖最后由 晨枫 于 2024-12-21 11:17 编辑 $ O/ ~/ M/ L' l0 t. t4 k: Y* F4 \
1 C& v& }- \6 B6 A* n. Y) H
Kratos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。* Q+ A. F- U, I
& u' `3 o; J# L6 j% M  D

9 u4 L/ y7 D& H& @$ EXQ-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
1 p+ M) }( g9 O7 V% Y; D; s3 m! n6 T% v/ }7 v/ n1 u5 f

* R  x8 |% W' @* S- B& cThanatos的设计有特色,最大特色是无垂尾和边条上进气口
# @3 o- D) x" Q$ N+ E
# R( e4 N$ f9 ^- Q# `& b 9 J& f+ }6 F) H8 g- Y
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2 C, [* D. D4 r. @( h0 v- v
" N/ t- O! N* `, B
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。
( R( S# \+ T& p) F& E4 b- }5 ^- D. w9 H3 ~# b/ s
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。; E9 A* X  V- ~

. }6 v" @; s. R( p! I  XThanatos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。: S% j! _4 e* I3 S

8 f$ b6 s- K- L1 `' V1 {( ^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。
) e' Q* T+ N6 H( x; Q: K# X
: I8 |$ G  ~' A- q4 h- J 5 ?! j; F3 _# i/ i
Tacit Blue隐身研究机' B5 c* q0 o1 ]
5 n9 U1 p9 K0 B8 g1 ~
Tacit 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。9 @! F$ Y  p1 \+ a+ E
, }6 c9 q2 h6 W% t
B-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。1 [' b( g, _* Q4 o2 P& W: j9 G+ A

1 W) a3 z" b# j4 v$ \& p8 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。- a/ {+ |+ n+ e7 \- u7 m$ z- s' b

) L+ e4 ]8 \2 y/ G, }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。
9 ~/ Q& c- K! V. G6 [/ @- R2 M
' d  R7 m# o7 Y2 ~) p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。
2 d! |5 d+ o6 q
8 G# W7 B0 O. B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。8 a( ~, u& a9 _3 u: j7 U: T
; U# H4 f7 S, m3 k4 G7 z" ^( f) d
& l0 g* s6 _- S& p4 E% d9 N; C
B-2采用裂板式副翼提供差动阻力,控制偏航+ a+ |$ Q1 W1 e: o( T/ N* |
! G3 Q# z6 T! _: i; u6 m0 y

5 e6 g, c/ [! a4 D6 j3 TX-47B用上表面扰流片和单片式副翼提供差动阻力& P8 M% y6 s; _

$ ^- H. ^( W" K; \0 l1 t5 YThanatos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。. |0 U" G, E3 H/ m# |! K
+ y5 q; i" F  v/ ^6 W

3 \4 C7 x8 G% ~X-47B的尾喷口内有“内置垂尾”,用喷流速度补偿面积的不足& {; r7 ~, {7 p

) o; r) ?5 c$ E, C/ x" A4 H 2 u" w% [( Y* i5 j2 O5 K
这是模型,但“内置垂尾”的细节更容易看清楚/ \; X3 Y" x& f" v

. N2 {7 B5 G, |' 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。
* y7 a, A8 L9 @, P6 B5 Z* j# E; ]" o+ C$ E5 K: Y
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。
* [/ T8 E/ E0 Y+ Z
8 N+ l/ Z7 n- t( P" f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。
) k* N$ o4 }2 O6 b; }. e. H
& }: r* d/ p: ~$ G
" V3 t! M/ y% [# Y9 b8 P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5 ^* e' F6 K0 s. M" T

3 q' y+ }2 m+ f: {+ ^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。0 p# [/ \( b4 `
, r+ U5 N0 i6 _; i$ \/ i
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。7 c' ]+ {5 q( K0 q( r

  O6 A; B, i# C* ^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。
  Y& y) ]8 r2 Y% C+ x! K7 ^! [6 {2 F
Thanatos能“正常倒飞”吗?不知道,但这一可能性已经存在了。
( q' U8 S  _: Q  O. H
; M$ Q; T5 r5 L' \6 `越看Thanatos,越觉得这是一个很有意思的设计。

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  • TA的每日心情

    2025-8-7 11:56
  • 签到天数: 1132 天

    [LV.10]大乘

    沙发
    发表于 2024-12-22 21:57:47 | 只看该作者
    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
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    该用户从未签到

    板凳
     楼主| 发表于 2024-12-23 00:23:17 | 只看该作者
    大黑蚊子 发表于 2024-12-22 07:57
    8 j; d1 _7 f  z: k( A3 [6 u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 ...
    $ g) u" `) \2 k- M0 ]
    应该差异不太大。全向隐身嘛,上下也包括在内。
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    该用户从未签到

    地板
    发表于 2024-12-23 22:00:35 | 只看该作者
    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。
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    该用户从未签到

    5#
     楼主| 发表于 2024-12-23 23:44:53 | 只看该作者
    小木 发表于 2024-12-23 08:00* }& w; k: L8 O) W! K( f- `5 B( ~2 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。 ...
    . N/ o# K& j$ ]6 b0 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。
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  • TA的每日心情
    慵懒
    16 小时前
  • 签到天数: 3645 天

    [LV.Master]无

    6#
    发表于 2024-12-24 02:22:29 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2024-12-23 23:44" P# ^! Z' }! D
    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 ...

    ! J4 E0 ]- Z1 `+ Z5 v$ j4 F1 T4 q"供油不会是大问题。") X" B: {9 q. c0 y3 s! t
    # \) d0 T- q" P! {8 l( ~
    反正都是用油泵,  不是靠重力
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    该用户从未签到

    7#
     楼主| 发表于 2024-12-24 02:42:45 | 只看该作者
    mezhan 发表于 2024-12-23 12:22& W% ~+ h2 I2 ?7 L3 B& H
    "供油不会是大问题。"
    3 Q8 B) q8 w' S1 o% e4 C+ R. l# x* k
    反正都是用油泵,  不是靠重力

    ( X0 Z) y0 U. E/ Z# E* J' ~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。
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  • TA的每日心情
    开心
    2016-2-18 04:19
  • 签到天数: 1 天

    [LV.1]炼气

    8#
    发表于 2024-12-24 13:05:09 | 只看该作者
    小木 发表于 2024-12-23 22:00
    7 B* e3 m1 K. t0 }, T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。 ...
    2 G4 i- `" [* H7 {/ g: w$ Q1 p7 e
    进油软管口加个配重?
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    该用户从未签到

    9#
     楼主| 发表于 2024-12-24 14:21:46 | 只看该作者
    隧道 发表于 2024-12-23 23:05
    7 [* B; W- O, X8 a( u进油软管口加个配重?

    ! t8 ^) W* h$ s那机动飞行的时候不猛晃荡啊
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  • TA的每日心情
    开心
    2016-2-18 04:19
  • 签到天数: 1 天

    [LV.1]炼气

    10#
    发表于 2024-12-24 14:41:45 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2024-12-24 14:21
    * a0 Z( m# d. `那机动飞行的时候不猛晃荡啊
    5 i/ F" |; r( N
    那就上下各一个进油口。。
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    该用户从未签到

    11#
    发表于 2024-12-24 21:18:30 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2024-12-23 09:44
    8 h" }! @5 g' S$ d& N: U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 ...

    4 T' q( \4 J" o$ v8 N3 @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。
    # u7 V* c& G2 A7 l另外还有滑油系统的倒飞设计。
    / V* Y$ O% |- @2 ], X5 a/ y$ r. u要克服肯定都是得加重量的。
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    该用户从未签到

    12#
     楼主| 发表于 2024-12-25 01:33:53 | 只看该作者
    小木 发表于 2024-12-24 07:18& U9 \; E, C( E& k: b7 C
    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 ...
    . m5 O1 ]# @5 A9 a
    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?
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