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設(shè)備與工具遠(yuǎn)望智庫技術(shù)預(yù)警中心 侯 兵 編譯
目前俄羅斯和許多國家正在大力建造各種用途的無人機(jī)。研制時，采用各種設(shè)計思想和解決方案，包括確定氣動布局。目前“飛翼”布局比較流行，具備一定優(yōu)勢，同時也存在一定局限性。
據(jù)俄《軍事評論》日前報道，早在幾十年前俄羅斯就開始了“飛翼”課題的研究，但收效甚微。在有人航空器領(lǐng)域其他布局突飛猛進(jìn)，包括無尾布局或一體化布局。但是開始大量研發(fā)無人機(jī)后，形勢發(fā)生了逆轉(zhuǎn)。在各種級別的無人機(jī)中，“飛翼”布局的優(yōu)勢逐漸顯現(xiàn)出來?？匆幌露砹_斯采用“飛翼”布局的主要無人機(jī)。
一、 輕型無人機(jī)
二十一世紀(jì)初，“埃尼克斯”公司研制了首款“副翼”無人機(jī)。屬于超輕型無人機(jī)，重3400克，翼展1.5米。借助電動螺旋槳，速度可達(dá)100千米/小時以上，續(xù)航時間70-75分鐘。有效載荷是日間、夜間攝像機(jī)。后來出現(xiàn)了這一系列的新型號——“副翼-10”。翼展增至2.2米，重量增至15.5千克。由于尺寸變大、電池容量增大，能夠滯空2.5小時，可距離操作員不少于50千米活動（發(fā)送視頻信號）?！案币怼弊逅行吞栐谲婈牶推渌麖?qiáng)力部門中應(yīng)用廣泛。
ZALA Aero Group公司也研制了ZALA 421系列無人機(jī)，包括無尾、飛翼、直升機(jī)式無人機(jī)、微小方型無人機(jī)。重幾千克的無人機(jī)能夠攜帶偵察設(shè)備飛行數(shù)十千米。某些型號已經(jīng)列裝，實現(xiàn)量產(chǎn)。ZALA KUB巡弋彈藥特立獨行，也采用飛翼布局。
二、 重型無人機(jī)
由于某些原因，俄羅斯中型無人機(jī)沒有使用“飛翼”布局，然而研制幾款重型無人機(jī)時采用了這一布局。在尺寸和功能方面，這些方案不可避免地引起了公眾、專家的濃厚興趣。
2007年，“米格”集團(tuán)提供了重型打擊型無人機(jī)“鰩”的全尺寸模型。這一方案將建造重20噸、翼展11.5米的無人機(jī)，采用渦噴發(fā)動機(jī)。設(shè)計速度850千米/小時，航程4000千米。內(nèi)埋式彈倉的4個掛點可以攜帶6噸武器。與“鰩”一起，還展示了幾種型號的制導(dǎo)航空殺傷武器。
這款無人機(jī)的發(fā)展撲朔迷離。幾年間報道過一次，但未見有什么進(jìn)展。研制工作時斷時續(xù)。
2018年6月，“蘇霍伊”公司的S-70“獵人”重型無人機(jī)正式滑出車間。翼展18-20米，起飛重量不小于20噸。采用一臺渦噴發(fā)動機(jī)。內(nèi)埋式彈倉可攜帶幾噸有效載荷。根據(jù)不同數(shù)據(jù)，這是一款亞音速或跨音速無人機(jī)，使用先進(jìn)的自動化控制系統(tǒng)，能夠與操作員或其他飛行器良好協(xié)同。
2019年8月3日，“獵人”成功完成了首飛，飛行試驗迄今仍在進(jìn)行。S-70單獨或與蘇-57聯(lián)合飛行。何時完成試驗設(shè)計工作，開始量產(chǎn)，不得而知。
三、“飛翼”優(yōu)勢明顯
與其他氣動布局相比，“飛翼”的優(yōu)勢顯而易見。這就是國內(nèi)外廣泛選擇這一布局的原因。
主要的優(yōu)勢是機(jī)體整個表面變成升力面，改善了飛行性能和（或）載重能力。與同樣尺寸、重量的傳統(tǒng)布局無人機(jī)相比，相對較輕、燃油貯備較少或電池容量有限的無人機(jī)在空中停留時間更長。
從可利用的布局空間看，飛翼也有優(yōu)勢。所需的組合件、部件不僅可以像正常布局那樣配置在機(jī)身上，而且可以配置在與機(jī)身相連的中翼或厚度增加的機(jī)翼上。重型無人機(jī)“鰩”和“獵人”均展示了這一能力。機(jī)體內(nèi)部成功部署了足夠大的渦噴發(fā)動機(jī)、載荷艙和油箱。輕型無人機(jī)也可以這樣建造，只是稍有區(qū)別。
飛翼布局的另一個重要特點是隱身性大為改善。平滑的機(jī)身輪廓與相應(yīng)材料的選擇可以大幅減小有效反射面積。據(jù)不同評估，“鰩”、“獵人”均采用了上述方法，國外同樣如此。
四、消除不足
盡管優(yōu)勢明顯，“飛翼”也存在一些需要消除的不足。這些問題相當(dāng)復(fù)雜，有時甚至?xí)?dǎo)致放棄這一布局。
建造飛翼無人機(jī)最復(fù)雜的問題之一是，在特殊的輪廓內(nèi)部要配置相應(yīng)的部件。最大的組合件只能配置于機(jī)身突出部或中翼，容積有限。載荷艙的擴(kuò)大需要改變氣動布局，有時無法辦到。
幸運的是，在設(shè)計早期階段可以成功解決類似問題。此外，無人機(jī)的一些特點簡化了部件的配置。例如，無人機(jī)不需要座艙和配套系統(tǒng)，采用電傳控制，不需要占用太多的空間。
飛翼的空中操控是一道難題。由于沒有垂尾，航向穩(wěn)定性存在問題?？刂频谋Ｕ弦脖容^困難。機(jī)翼后緣的傳統(tǒng)副翼可以很好地控制坡度，但控制俯仰時效能不高——距離重心的偏移不足。沒有垂尾，控制航向比較麻煩。
可以通過彎曲的翼尖保證航向的穩(wěn)定性，某些“副翼”、部分ZALA無人機(jī)正是這樣做的。也可以像“鰩”一樣，通過有裂縫的副翼來控制航向。激進(jìn)的解決方案是放棄“飛翼”，采用垂尾和真正的方向舵。
積極發(fā)展自動駕駛儀和整體電子設(shè)備可以解決穩(wěn)定性、操控性問題。現(xiàn)代各類無人機(jī)采用快速響應(yīng)的自動設(shè)備和先進(jìn)算法，能夠按規(guī)定的參數(shù)保持飛行，并對意外情況迅速做出反應(yīng)。
五、相得益彰
現(xiàn)代技術(shù)高度發(fā)達(dá)的條件下，“飛翼”布局具有許多優(yōu)勢，可以在各類方案中得到廣泛應(yīng)用。完成一定任務(wù)時，其性能特點可以得到充分發(fā)揮，與其他布局相比，有許多益處、優(yōu)勢。同時也存在一定限制、不足，飛翼并不是萬能、唯一的最佳方案，因此不能排斥其他布局。
也要建造、運用其他布局的無人機(jī)。例如，與“副翼”飛翼無人機(jī)一起廣泛使用正常布局的“海雕”?！矮C人”打擊型無人機(jī)與采用真正機(jī)身、狹窄直翼的“牽牛星”并肩飛行。而且在一定類型的無人機(jī)中，“飛翼”無法得到良好的運用，如中空遠(yuǎn)程無人機(jī)。
這樣一來，航空裝備的研制者應(yīng)該清楚存在各類氣動布局，了解它們的性能特點，針對具體情況選擇最佳解決辦法。新的無人機(jī)應(yīng)具備最佳面貌、性能——不要拘泥于是否存在明顯的機(jī)身、垂尾。
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