从YFQ-42的来路看CCA的去路

晨枫

据报道，YFQ-42近期已经首飞，但具体时间没有透露。


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这是美国空军协同作战飞机（CCA）第一阶段竞标中的二选一选手，通用原子公司算美国无人机公司里的翘楚了，也是美国航空工业新贵。
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8 n& }' A9 L4 L: ?" B( EMQ-1“捕食者”，后重新定名为“捕食者A”


; [1 O* `( ^; J3 I, ?$ D$ E( fMQ-9“死神”，后重新定名“捕食者B”

& k. ~% m8 @! b7 W, g0 c* M作为新秀，通用原子的产品从MQ-1“捕食者”开始，发展到增大的MQ-9“死神”，后来将MQ-1重新命名为“捕食者A”，MQ-9为“捕食者B”，随后推出的喷气式无人机就是MQ-20“捕食者C”，并由此推出MQ-67和YFQ-42。


从上到下：MQ-20“捕食者C”，MQ-67，YFQ-42
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MQ-1的基本设计其实来自以色列奇人亚伯拉罕·卡莱姆，推进螺旋桨的效率比拉进螺旋桨更高，传统的拉进螺旋桨更多是由于发动机位置而不是推进效率；倒V形尾翼同时作为起飞、着陆时防止螺旋桨触地的装置；大展弦比机翼有利于升阻比，这是长航时的必须；机头空间正好作为载荷舱，隆起的机头背部是卫星天线的天然位置。这个构型后来被大量无人机模仿。

+ Y; N5 ^9 K! P: B7 p: s( k" T) BMQ-1是活塞式发动机，速度、升限都受到限制，只有217公里/小时和7600米。MQ-9改用涡桨发动机，起飞重量和飞机尺寸都加大，速度和升限都提高，达到480公里/小时和15000米。用加高的尾鳍保护螺旋桨，尾翼回到更加常规可靠的正V形，有利于避开机翼下洗气流对倒V尾的不利气动干扰。MQ-9更大的起飞重量意味着更大的留空时间，从24小时提高到27小时，改进型MQ-9B达到40+小时。更高的升限意味着更大的监视范围，也有利于避开肩射和野战防空导弹。MQ-9已经全面取代MQ-1。
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螺旋桨无人机的尽头是喷气式无人机，通用原子接着推出MQ-20“捕食者C”，升限依然为15000米，巡航速度提高到650公里/小时，最大速度达到740公里/小时，留空时间则降低到18小时。机内武器舱可以携带1600公斤弹药，6个外挂点可以携带2900公斤弹药。显然，这是作为无人作战飞机推出的，但最终没有大量使用，尽管取得了MQ-20的正式军用代号。
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无人作战飞机光是能发射武器是不够的，需要携带有用的传感器、自主飞控和战斗管理，更需要携带足够的武器，点到为止是不够的。察打一体无人机以察为主，以打为辅，打的也是小型、零星的点目标。要摧毁设防目标或者集团目标，还是需要足量的弹药。
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' r- S& s& D, l: P" P  e7 FMA-20也太单薄，看着就不经打的样子。确实，这主要是察打一体的MQ-9的喷气化，底层思维和设计基础并没有大变。
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MA-20的外形隐身其实蛮考究。机体的侧棱有隐身作用，但在六七百公里/小时的速度下，侧棱的边条作用有限。机翼、尾翼也不是为高机动设计的。说到底，这是察打一体的喷气化，激烈机动本来就不是刚需。机翼有所后掠，有利于速度提高，内段和外段边缘对齐，宽大的内翼段增加了机翼油箱的容量，也改善了翼根结构的受力设计。问题是除了速度更快，航渡时间缩短，这样的喷气化优点不多，留空时间还缩短了。
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, ~8 Z: p6 d# J+ q& g* J( KMQ-67是更加认真的无人作战飞机，与MQ-20的渊源肉眼可见。继续采用背置发动机进气口，这一方面有隐身的作用，尤其对地面的防空雷达，但最主要的还是把机腹空间腾出来，用于宽大、完整的武器舱。

MQ-67的具体技术指标并没有透露，但看得出来，这是更加精细化的设计。机翼老老实实改为常规的后掠翼，可能意味着速度进一步提高。机体俯视的话代一点两头尖、中间宽的纺锤形，增大机内容积。侧棱向机头方向变宽，在机头形成铲形，可能意味着边条作用的大大增强。这意味着机动性要求增高。但MQ-67说到底是“外挂传感器”（OBSS），依然是以察为主，以打为辅。

& t1 W0 \) ?) b3 ~% o" Y9 N) I' J这是与克拉托斯XQ-58同时代的，但避免了靶机出身的XQ-58的先天性毛病。靶机是一次性使用的，即使回收，再出动也没有紧迫的时间要求，所以通常省却起落架，用滑轨和助推火箭起飞。回收的办法多种多样，这样的大型靶机一般用回收伞，作业比较费事。
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0 e; j4 c' {& R7 [# x6 U/ `作为无人作战飞机，有两种基本使用思路。一种是平时不怎么用，有人机作为空中行动的基本力量；战时需要增援和加强的时候，无人机再作为打手和炮灰大量出动。这样的话，靶机模式问题不大，反正是一次性使用，滑轨发射还不占用跑道，省却起落架则降低重量和成本，有利于一次性使用。另一种是平时就作为日常力量的补充，需要伴随有人机正常出动、回收。
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# [0 z- b2 b1 ^% U  _1 b1 m- w美国海军一直是第二种思路，舰上空间有限，负担不起把无人机当做耗材的思路。美国空军开始时是第一种思路，但也很快发现走不通。
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( A8 I8 }( o- o美国空军对无人作战飞机的思考经过好几个回合。一开始也是直接把察打一体无人机作为入门级无人作战飞机，马上发现这东西很难适应高烈度战争环境，喷气化也不根本解决问题。要与有人作战飞机组队作战，更要解决接近战斗机的航程和机动性问题，至少要达到高亚音速。航程方面应该比战斗机更远，这才能为战斗机打前站、打后卫。加上必要的传感器、通信设备、武器载荷，一来二去，相当大的尺寸和起飞重量免不了，百万美元级只是厂商对裸机的钓鱼报价，实际上千万美元级起跳，2000-3000万美元更加现实，根本不可能当做耗材使用。早年那些从察打一体无人机搬过来的低成本无人机都达不到要求，哪怕喷气化了。
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: z; V7 m5 k3 D+ L9 b9 \基本思路从一次性使用变为可消耗的重复使用，循环出动就是刚需，所以克拉托斯最后还是推出了带起落架的XQ-58改型，结构上需要大改，因为起落架安装点承受的着陆冲击力很大。MQ-67则从一开始就是带起落架的，适合快速反复出动和回收。但MQ-67没有解决太小的问题。
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! Z$ _  M# U; V4 D1 Y; G到了CCA，直接加倍放大了。YFQ-42的具体技术数据依然保密，但肉眼可见，大多了，估计起飞重量加倍不止。机翼后掠角大大增加，暗示速度大大提高。但这样的构型依然不超过高亚音速。气动设计进一步精细化，铲形机头的涡流发生器效果更好，但非线性也严重。常规的侧棱-边条更加可控。YFQ-42还加宽了侧棱-边条，形成类似F-16的侧体，高机动性的用意显而易见，但估计还是达不到战斗机的9g那样的极端。机背进气口也在本质上限制了高机动能力。
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根据前美国空军部长肯达尔的说法，CCA的主要作用并非空战或者突击，而是作为有人机的“外置传感器”和“外置弹舱”，这与一般的“忠诚僚机”的期望还有相当大的距离，但也是技术渐进的需要。CCA需要低成本，现在估计单价在2000-3000万美元水平，美国空军认为需要1000架，以一对二的比例配属250架F-35A和250架F-47（一说300架F-35A和200架F-47）。换句话说，要是这两架CCA被打掉一架可接受，那就是对“有人长机”不重要；要是很重要，被打掉一架就是不可接受的损失。这从功能方面否定了“可消耗迷思”。

作为炸弹卡车或者导弹卡车，也需要在相对低的防空威胁环境下使用，高威胁环境下消耗不起，还是用视距外攻击武器更加合理。低威胁环境下载弹量欠缺一点，但还可接受。
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但“忠诚僚机”依然是梦想，CCA2.0应该达到超音速、高机动、高度隐身、自主态势感知和自主作战。有人战斗机都是超音速的，CCA不能超音速带来很多部署和出动上的不便，有可能速度要求比有人战斗机还要高，否则有人机一转身，CCA就跟不上了，那不行；高机动的作用显而易见；高隐身也很必要，否则就成不打自招了；更高程度的自主态势感知和自主作战不用多说。不过成本可能又要翻番了。美国空军好像推迟了CCA2.0，先把CCA1.0整明白再说。

现在通用原子YFQ-42首飞了，安杜里尔YFQ-44还没有报道，应该也快了。


下为YFQ-42，上为YFQ-44

安杜里尔YFQ-44的进气口在机腹，有利于利用前机身作为气流预压缩，提高发动机进气效率，尤其在高机动条件下。但通用原子很正确地指出一个大问题：机内武器舱在哪？

安杜里尔没有明确回答，只是说“不用你操心”。在机体内向上弯一弯、绕过机腹武器舱，这是做得到的，但机体内的空间效率较差，带来重量、阻力代价。通用原子的机背进气口是有道理的。当然，通用原子也没法回答“你的高g机动性怎么办”的问题。
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: ^# T5 ~5 {' D$ @但无人作战飞机世界的目光已经不在YFQ-42和YFQ-44，而在93阅兵中中国展示的全新超音速无人作战飞机。6年前高超音速的东风-17惊艳登场，美国至今仍在苦苦追赶。2024年底南北六代惊艳登场，美国索性拿PPT追赶。现在中国超音速无人作战飞机惊艳登场，美国要抓紧出计划了。