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前哨 | 中国猎鹰喷气式无人机成功首飞,可万米高空巡航,中东土豪新期待

讲武堂  · 公众号  ·  · 2021-01-25 17:31

正文

作者:虹摄库尔斯克


据报道,1月11日清晨,由中国航天科工三院海鹰航空公司牵头研制的WJ-700“猎鹰”高空高速察打一体无人机圆满完成首飞试验。

这是我国又一款喷气式长航时察打一体无人机,预示着中国无人机发展已经从螺旋桨时代向喷气式时代大跨步前进。

而据分析人士称,WJ-700“猎鹰”无人机的相关指标超越了螺旋桨时代的美制MQ-1B“捕食者”、MQ-1C“灰鹰”、MQ-9“死神”等一众察打一体无人机,甚至比肩美制最先进的“复仇者”/“复仇者”ER喷气式无人机。

图片:首飞成功的WJ-700“猎鹰”无人机。


一、WJ-700“猎鹰”无人机研制背景

WJ-700“猎鹰”无人机的研制方海鹰公司,全称海鹰航空通用装备有限责任公司,前身是2002年中国航天科工集团第三研究院组建的军用无人机研发团队。

而航天科工三院是我国唯一的飞航(巡航)导弹研制、生产、保障部门。
众多产品中,西方称为"蚕式"的C201、C601和"中国飞鱼"的C801、C802,而近年来被称为“网红”的C-602/YJ-62远程反舰飞航导弹也是该院的拳头产品。

正是由于有此强大支撑,海鹰公司很快成为了中高端无人机研制的“国家队”。该公司目前是中国航天科工集团唯一的无人机总体单位和无人机产业平台,重点负责无人机预研创新以及无人机产品研制、生产、试验和服务等全寿命周期的技术抓总与指导。

图片:海鹰公司的“海鹰”二字是国产岸舰导弹的旧代号。而其上级机构航天科工三院则是中国反舰导弹的主要研制单位,鹰击-62反舰导弹是其拳头产品之一。

近年来,世界军火市场上的大中型无人机产品主要是采用活塞或重油发动机的螺旋桨式无人机,而美国通用原子公司在竞标美军喷气式无人机项目失败后,将已经研制完成的“复仇者”以及增程型“复仇者”ER喷气式无人机推向海外市场,立刻碾压一众传统螺旋桨无人机,有实力的买家对于喷气式无人机产生了浓厚的兴趣。

要不是美国人要价太高,加上还有政治附加条件,“复仇者”无人机早已经一统江湖了!据称印度已经对“复仇者”无人机表现出了浓厚兴趣,甚至希望能够引进生产。

图片:美国通用原子公司的三代无人机:“捕食者”、“死神”(“收割者”)和“复仇者”。


海鹰公司正是看中了这块海外高端无人机市场,为此推出了WJ-700“猎鹰”无人机与“复仇者”无人机抗衡!

说到WJ-700无人机,就不得不提海鹰公司前些年推出的WJ-600高空高速无人机。

而WJ-600无人机就来自于著名的C-602反舰导弹,其外形就像是一枚长了翅膀的巡航导弹,该机同时也是国产首款高空高速无人机,还能够携带2枚小尺寸导弹进行察打一体作战。但由于该机没有设计起落设备,使得其在使用上显得有所不便。

即使这样,WJ600A/D无人机还是成功出口,在土库曼斯坦的阅兵式上出现,显然国际市场对于高速喷气式无人机的需求是迫切的。

图片:采用巡航导弹布局的WJ-600无人机,机翼下可挂航天科工出品的CM-502KG、KD-2等空地导弹。

图片:土库曼斯坦阅兵式上的WJ-600A/D无人机。


2018年,新一代的WJ-700“猎鹰”无人机首次亮相第十二届珠海航展,并获得极大关注,笔者也参加了此次航展,在WJ-700无人机面前流连忘返,还有不少来参展的外方人员对WJ-700无人机表达了浓厚的兴趣。

而在展板上明显写道,WJ-700高空高速察打一体无人机系统能够执行对面(对陆/对海)侦察、监视、预警任务;执行远程反舰、反辐射和防区外对地精确打击任务;执行电子侦察和干扰任务。其最大起飞重量达到3.5吨,留空时间20小时。

图片:WJ-700无人机能够执行各种防区外作战任务。


二、WJ-700无人机的技术分析

笔者认为,以WJ-700无人机为代表的中国新一代喷气式察打一体无人机如雨后春笋般出现,主要得益于我国无人机技术在三方面的突破!


一是得益于小型涡扇发动机技术的成熟。

据推测,WJ-700无人机安装了小型涡轮风扇喷气式发动机,速度能够到达600~700千米/小时,相比而言,美国的“复仇者”无人机最高速度达到740千米/小时,巡航速度则是647千米/小时,巡航高度1万米,应该说WJ-700无人机的主要指标与“复仇者”无人机是可以比肩的,高速性能实至名归。

强劲的动力不但让WJ-700“猎鹰”飞得更快、飞得更高,还进一步提高了无人机的战术反应能力和任务灵活性,这一速度优势使得该机能够在对称性作战环境下更好地完成时效性很强的任务,比我们常见的“彩虹”4/5、“翼龙”1/2要快不少。

图片:WJ-700无人机的尾喷口,采用喷气动力使得该机的飞行速度达到螺旋桨无人机的2倍以上。


那么WJ-700无人机使用的是哪款发动机呢?

这个目前还没有准确的说法,但是我国在小型涡扇发动机的研制方面其实走得较早。

早在2004年第四届珠海航展上,国产的WS-500涡扇发动机就第一次亮相,第二年又出现在了巴黎航展上。当年美国人特别留心中国这种新型发动机。美国《航空和空间技术周刊》称该发动机可以用在巡航导弹上,能够产生与欧洲"风暴阴影"、"斯卡普"等巡航导弹导弹发动机相当的推力。

这种小型涡扇发动机长1.2米,直径350毫米,推力约500千克,据称已经安装到了巡航导弹上面。

图片:国产WS-500小型涡扇发动机模型。


2019年的北京航展上我们又看到了另一款小型涡扇发动机。这款涡扇发动机叫做AEF50E,是一款出口型无人机用涡扇发动机,主要用于高空高速图像侦察或察打一体无人机,也可用于其他无人机系统。有消息称,该发动机其实是WS-500的无人机版。

据现场资料显示,该发动机起飞推力不小于500千克,直径308毫米,长度1.135米,最大使用高度15000米,尺寸比WS-500小一些。

现场展板上特别标注了该款发动机用于国产双发“云影”无人机,也就是现在我们说的“翼龙”10无人机,而此前一直传言该机配备的是国产WP-11C涡喷发动机,显然换装了涡扇发动机之后的无人机将更加省油,航程也将大幅提升。

图片:AEF50E小型涡扇发动机的展板。

小型涡扇发动机耗油率相对较低,质量和推力等级能与无人机较好匹配,十分适用于中高空长航时无人机。

此前,中国航空发动机的研制重心一直在战斗机、运输机、战略轰炸机上使用的大涵道比军用涡扇发动机上,解决我军战机一直以来的“心脏病”。

近年来,随着技术的不断成熟完善,和大型涡扇发动机项目的快速进展,我国也终于可以腾出手来解决小型涡扇发动机的问题,并且不断取得突破。

图片:AEF50E小型涡扇发动机模型。


除了上面两款500千克级的小型涡扇发动机,其实我国750千克级和1000千克级小型涡扇发动机方面也取得了显著的进展。

2018年,由中科航发研制的750千克推力等级中等涵道比涡扇发动机,顺利完成60小时持久性能试车考核后,在俄罗斯中央航空发动机研究院(简称“CIAM”)又完成了高空台性能测试工作。试验中,该款发动机圆满地完成了涵盖10000~15000米飞行高度、0.4~0.8马赫数速度范围内典型工况的性能测试工作,并进行了18000米发动机性能摸底测试试验。

此外,中科院工程热物理研究所也在研制750千克和1000千克级别的涡扇发动机。据计算,一台750千克的涡扇发动机可以推动一架起飞重量在5吨级左右的无人机,显然完全适合用于起飞重量3.5吨的WJ-700无人机。

图片:“翼龙”-10(云影)无人机也采用喷气式动力,从早期的双发变成当前的单发,显然也使用了推力更大的发动机。


二是得益于气动布局设计的优化完善。

WJ-700“猎鹰”无人机在速度成倍提升的同时,仍然保持了高达20小时的留空时间,能够满足察打一体作战需求。

一方面是因为其采用了涡扇发动机比较省油外,因为早年“云影”无人机使用2台涡喷发动机,航程缩水很厉害,后来不得不换成了1台涡扇发动机。而另一方面则是得益于WJ-700无人机较为合理的气动布局设计。

法国航空设计大师布雷盖·达索曾经说过,漂亮的飞机一定是一架好飞机。

WJ-700“猎鹰”无人机外形优雅,机身采用流线型布局,发动机进气口设置在机背上方,进气道采用S型弯曲,在保证发动机最佳进气效率的同时还能够起到一定的雷达隐身效果。

平直机翼的前缘具有一定后掠角,机翼与机身下缘完美融合一体,机头部类似鹰喙,在满足高速性的同时最大限度减少阻力,提升翼身的整体升力。尾翼采用无平尾的V型垂尾设计,具有良好的操控性。这些都保证了无人机能够兼顾高速性和长航时,完美实现相关技 术指标。

图片:WJ-700无人机拥有良好的气动设计。


三是得益于小型导弹武器的货架化发展。

WJ-700“猎鹰”是一种察打一体无人机,机翼下共有4个外挂点,能够挂载C-705KD、C-701等空对地导弹、反舰导弹。

从当年珠海航展上看,该机还具备挂载CM-102大型反辐射空对地导弹的潜力。该弹射程高达100千米,主要用于攻击对方各种防空、制导及火控雷达,进行防空压制,具备射程远、发射包络宽、命中精度高等优点。因此,WJ-700将拥有强大的防区外打击能力。

据分析WJ-700的载弹量超过1吨,与“彩虹”-5、“翼龙”-2等无人机同级别,但相比“复仇者”无人机2.9吨的载弹量,以及“复仇者”ER无人机3.6吨的载弹量还有一定的差距。

图片:WJ-700无人机可以携带CM-102反辐射导弹,能够对美制“爱国者”防空导弹系统进行硬杀伤!


从导弹武器来看,WJ-700主要使用的还是航天科工系统生产的产品。目前,国产无人机用的中小型导弹系统型号繁多、性能良好,除了民营个别企业研制生产的型号外,主要集中在航天科工、航天科技和航空工作三大体系的产品,分别装备在自己条线研制生产的无人机上。

这种局面对于出口市场来说或许是好事情,呈现出百花齐放的局面,不过也可能出现自我竞争的情况。但对于我军自用型来说,如果采用不同的无人机就可能导致使用的导弹武器各不相同,对于后勤来说是噩梦。

因此,还是希望航天科工、航天科技和航空工业三大体系的导弹系统能够进一步统一接口,提升装备的通用性,即使是外贸市场上更好的通用性也将提升无人机或导弹系统的竞争力。

图片:中国无人机的机载导弹型号较多,应该提高通用性和适装性。


目前的WJ-700无人机还只是原型机,未来发展还可期待。

比如进一步加大发动机动力,提高最大起飞重量和载弹量;再比如增加机身腹部弹仓,携带精确制导滑翔炸弹进行隐身攻击,机内带弹还能够进一步提高飞行速度;还有就是对机身进行一定隐身处理,提高隐身突击能力等。

WJ-700无人机的进气道设计必然是S型,让机身中部空间空余了出来,目前来看肯定设置了油箱系统,而如果能够设计成弹仓/油箱通用舱室的话,则可以进一步提升WJ-700无人机的使用效果。在非隐身战场环境下可以通过加装油箱提高在战场上的作战航时,而如果换做内部弹仓使用,则可以执行一些对隐身需求较大的作战任务。

图片:进行了隐身设计并设置腹部弹仓的“复仇者”喷气式无人机。






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