彩虹-6无人机系统是中国航天科技集团有限公司第十一研究院(航天十一院)为适应未来作战需要,提升我国军贸产品竞争力,瞄准高端军售和军民两用,进一步拓展彩虹无人机型谱向高空高速领域发展,立项研制的一款大型、高空高速、长航时、多用途无人机系统。
彩虹-6无人机采用常规大展弦比气动布局、T型尾翼、尾吊双发推进涡扇发动机
总体设计,突出高空高速
彩虹-6无人机采用常规大展弦比气动布局、T型尾翼、尾吊双发推进涡扇发动机。从外形来看,彩虹-6采用了大型长航时无人机惯用的盔式机头设计,但无论是与彩虹-4/5、翼龙系列还是“全球鹰”、“捕食者”无人机相比,其盔式机头的鼓包都显得不是很突出,配以尖锐的机头,以及从机头一直延伸至机身中部的棱边腰线,显得非常流畅,更符合流体力学的流线型外形。很显然,之所以如此设计,是为了在高速飞行状态下大幅降低飞行阻力,这是高空高速无人机的典型气动设计元素之一。
修长尖锐的机头之后,是大展弦比中单翼,机翼不像其他长航时无人机那样完全平直,而是有一定的后掠角,这是为了降低飞行中的阻力,一定程度上提升飞机的飞行速度。机翼两侧的翼尖设计有翼稍小翼,在飞行中可以有效阻止外翼和接近翼尖区域的气流分离现象,提升整个飞机的升力水平和启动效率,降低长时间航行的油耗。
从机身和机翼长度来看,彩虹-6具有非常突出的长细比设计特征,长细比远大于“全球鹰”等无人机。从数据上看,RQ-4Bblock30/40机长14.5米,翼展39.9米,彩虹-6的机长与“全球鹰”相当,为15.8米,但翼展远逊于“全球鹰”,仅为20.5米。机身长细比大,显然有利于降低飞行阻力,进行高速飞行。据悉,彩虹-6巡航飞行速度500~700千米/小时,最大飞行速度大于700千米/小时,相比“全球鹰”而言速度优势非常明显。
彩虹-6尖锐的盔式机头设计,可有效减阻
然而事物总有两面,彩虹-6为了追求高速,采用更大的长细比和稍小的展弦比设计,其带来的劣势就是飞机的升阻比下降,无人机油耗显著增加,从而影响到长航时性能,彩虹-6侦察型的最大续航时间为21小时,而RQ-4Bblock30/40则是超过32小时,“全球鹰”在这一方面要领先于彩虹-6无人机。
有意思的是,彩虹-6并没有采用无人机中常见的上置或下反V型尾翼、联合式尾翼、而是采用了运输机常用的高置T型尾翼。之所以如此设计,一方面是为了方便在其左右布置两个尾吊式涡扇发动机,另一方面,考虑到彩虹-6具有很强的载荷能力,其察打一体型最大载荷可达450千克,机身中前部的内部任务载荷和武器载荷使得机身中前部质量分布很大,高置的T尾和尾吊式发动机有助于平衡机体中前部重量,使得整机载荷分布更合理,这有利于飞机飞行稳定和操稳。
由于采用了涡扇发动机,彩虹-6的飞行高度相比采用活塞式发动机的彩虹-4、彩虹-5而言大幅提升,后两者的使用高度分别为3000~5000米和2000~5000米,实用升限分别为7200米和8000米,属于典型的中空长航时无人机,而彩虹-6的巡航高度达到10000米,最大实用升限15000米,已经是典型的高空长航时无人机。
凭借高空高速的突出优势,彩虹-6可有效避免地面防空炮火的威胁,即便在单发失效的极端情况下凭借单发动力也可以有效确保无人机安全返回基地,系统生存能力强,在弱对抗条件下或者在一定对抗强度战争中可以长时间不间断遂行侦察、监视、跟踪与打击等任务。也就是说,彩虹-6的任务从低烈度战场扩大到了中等烈度战场条件,使用范围得到了极大扩展。相比传统低速的中空长航时螺旋桨无人机,其任务范围要大得多,使用限制则要小得多。
彩虹-6的翼稍小翼特写
初审:孙世奇
复审:成自来
终审:陈光中