作者:虹摄库尔斯克
近日,中国无人机领域迎来重磅消息——人们期盼已久的彩虹-7高空高速长航时无人机在西北某机场成功首飞,真是可喜可贺!
彩虹-7模型早在2018年就亮相于第十二届珠海航展。此后每场珠海航展都不缺席,并不断有改进之处曝光,显示其处于设计完善阶段。2024年第十五届珠海航展上,彩虹-7无人机首次以实机精彩亮相,一时间吸睛无数,人们对该机首飞翘首以盼。此后,多有自媒体将一些其他型号的无人机视频或图片冠以彩虹-7无人机首飞消息进行报道,也显示出人们对于这款神秘无人机的期待。
图片:中国彩虹-7无人机首飞成功。(摄影:万全)最近,航天科技集团官方报道终于证实了彩虹-7无人机成功首飞,并公布了首飞图片和视频,后续将开展飞行性能包线、载荷功能验证等测试。
视频中,彩虹-7身披黄色复合材料打造的外衣飞上蓝天,大展弦比飞机气动布局充满了未来感。很多军迷注意到彩虹-7机身下携带了一具增大雷达散射面积(RCS)的龙勃透镜,这种装置常见于歼-20、歼-35等隐身战斗机机身下方,主要作用是在和平年代飞行时便于己方雷达定位和避免与其他飞行器发生冲突。龙勃透镜安装在首飞的彩虹-7原型机上,证明了该机拥有媲美甚至超越歼-20、歼-35的隐身能力。
根据官方报道,彩虹-7采用先进的大展弦比飞翼外形气动布局,可搭载可见光、红外等多种高性能任务载荷,具有航时长、升限高、巡航速度快、任务能力强等优点,满足复杂条件下对地观测、数据保障等高端需求。
图片:挂载龙勃透镜首飞的彩虹-7无人机。(摄影:万全)彩虹-7无人机的首飞让中国隐身无人机家族又添一员虎将,下面从三方面来详细解读彩虹-7无人机的作战性能和发展意义。
图片:珠海航展上亮相的彩虹-7无人机。性能上:双后掠飞翼布局,UCAV气动结构最优选
从外形上看,彩虹-7无人机采用了前缘双后掠的无尾飞翼布局,在满足外形隐身的前提下,具有良好的升阻特性和操控稳定特性,可以说是当前无人作战飞机(UCAV)总体设计方案中的最佳选择。
在隐身战机发展之初,很多有人隐身战机和无人隐身战机采用的都是前缘单后掠布局,包括F-117“夜鹰”战斗机、B-2“幽灵”轰炸机以及X-47A、X-45C、“神经元”等无人机。
图片:采用前缘单后掠飞翼气动布局的B-2隐身轰炸机。这种单后掠构型采用较为严格的边缘平行原则,厚度较薄的机翼对于机身有显著的屏蔽作用,侧向和前向隐身性能较好。
这种气动布局对于B-2隐身轰炸机这类大型翼身融合体来说,由于展弦比较大,外翼气动效率较高,因此操控上并不存在问题。但对于中小型无人飞行器来说,由于展弦比较小,采用这种单后掠布局就会出现诱导阻力大,横向操控性能弱等问题。
因此,人们发明了前缘双后掠构型。通过在内翼段配置较大的后掠角,客观上增加前缘弦长,提高气动效率,而外翼段则是后掠角度稍小的大展弦比机翼,具有较好的巡航升阻比。两者结合,形成了“曲柄风筝”平面形状。
图片:采用前缘双后掠气动布局的彩虹-7无人机。(摄影:万全)其实,这种结构上的创新在有人机时代就曾经尝试过,最著名的是苏联时代的苏-15TM截击机和我国的歼-7E/G战斗机,其原始机型均采用了三角翼结构,具有较好的高速性能,而在改进过程中将机翼外端的前缘后掠角较小,形成双三角翼结构,使战机在保持高速性的同时具有更好的操控性。

图片:采用双三角翼的苏-15TM截击机和歼-7G战斗机。彩虹-7无人机采用了这种前缘双后掠的飞翼结构,在飞行性能上获得了在速度、操控性和隐身性上的“三赢”局面。
此外,彩虹-7无人机的进气道位于机头上方,并采用锯齿边缘的隐身设计,尾喷口位于机尾上方,减速板也布置在机翼两侧上方,这种将主要外露设备都布置在机身上方的设计,使其在面对来自下方的雷达、红外探测时拥有良好的低可探测性。
图片:彩虹-7无人机的俯视图。(摄影:万全)功能上:信息保障先行,融入六代空中作战体系
根据此前珠海航展上披露的信息,彩虹-7无人机设计初衷是一型高空、高速、长航时、高生存力的无人隐身侦察系统,作为战略级的信息保障和高价值目标打击体系节点的航空装备,可在上千千米作战半径外的高危环境下执行持续战略侦察、警戒探测、电子侦察、引导其它武器对高价值目标发动打击等任务。
何为“战略级的信息保障和高价值目标打击体系节点的航空装备”?我们可以从博伊德上校的OODA环理论去理解。
美国空军博伊德上校是著名的“能量机动理论”创始人,也是战机黑手党的代表人物,其“能量机动理论”引领了F-15、F-16等第四代战斗机的研发。
博伊德上校还提出过一个OODA环空战理论,即Observation观察-Orientation判断-Decision决策-Action执行这个闭环,这是一个基于个体或单一作战单元的作战模式,强调快速循环,以压制对手的反应速度。随着空中作战体系化的发展,传统OODA环理论存在单一作战个体战场态势感知弱、信息占有量少、决策反应速度慢等问题。
图片:博伊德的能量机动理论引领了F-15战斗机的研发。在五代机、六代机时代,一个全新的体系化OODA系统被构建起来。
第一步是多域协同的态势感知,通过地面雷达、预警机、无人机和战机的多源信息融合,实现对战场态势的全面感知。第二步是利用人工智能和大数据技术,对感知到的信息进行快速分析和处理,形成对战场态势的深度认知。第三步是基于认知结果,快速制定作战决策,减少决策时间。第四步是通过体系化的协同作战,快速执行作战行动。这种体系化的OODA循环,不仅提高了作战效率,还增强了作战人、机、环境体系的适应性和灵活性。
彩虹-7无人机正是这一作战体系中的关键节点。其可以凭借自身隐身和长航时特性,前出至高价值目标上空提供战略战术信息保障,及时掌握目标态势,通过数据链回传至友军第五代、六代战机或地面武器发射单元,并承担中继制导和战后评估等任务。
在整个过程中,彩虹-7均能保持静默,由于其并非武器投送平台,也不会出现开舱投弹瞬间雷达反射面积增加而暴露甚至被击落的风险,1999年南联盟上空F-117隐身战斗机就是因为投弹瞬间暴露目标被导弹击落。
图片:隐身战机开舱投弹瞬间雷达反射面积会增大。此外,彩虹-7无人机一体化集成了雷达、可见光、电子对抗等多种高性能任务载荷,能够承担高危环境下持续战略侦察、警戒探测、电子侦察等任务,保证战场上长时间滞空掌握战局动向。
发展上:国内外持续关注,大步进军高端无人机市场
当前的局部战争很多都是非对称战争,高手打低手呈现一边倒的局面,因此诸如巡飞弹、FPV穿越机等低成本低技术含量无人飞行器得到广泛应用。但在高技术条件下的对称作战中,就必然需要彩虹-7这类高端无人作战飞机。
目前,众多国内外用户对于彩虹-7无人机表现出了巨大兴趣。西方曾对其进行详细分析,西方媒体曾估计彩虹-7无人机巡航高度10000~13000米,采用涡轮风扇发动机,巡航速度0.5~0.6马赫,最大平飞速度达到0.75马赫,续航时间15小时,作战半径2000千米,全机上下涂有吸波涂料,雷达散射面积能够达到0.01平方米的级别。
图片:西方对彩虹-7无人机的性能猜测。这些西方媒体评估的数据现在看来还太保守,彩虹-7无人机的真实性能应该远高于上述猜测。
目前彩虹-7无人机进军国际市场具有三方面优势。
一是性价比优。中国无人机在保持较高作战性能的同时,相比国外同级别产品普遍具有较好的成本优势。
二是同类产品少。在高端无人机市场上,由于美西方技术限制,原本能够提供的成熟产品就不多,这种情况下彩虹-7无人机的亮相受到了广泛关注。
三是发展前景广。彩虹-7无人机目前主要执行战略信息保障,但一个成熟的飞行平台显然不会仅仅止步于此,其起飞重量超过8吨,又有足够的机内尺寸进行弹舱布局,未来不排除发展出攻击型无人机,大多数国家的军队还是希望少花钱多办事,让无人机拥有察打一体的作战能力用途更广。
图片:彩虹-7无人机的首飞只是一个开始。(摄影:杨军)彩虹-7无人机首飞凝聚了中国无人机创业者们的智慧和汗水。从彩虹-3开创中国察打一体无人机出口先河,到彩虹-4无人机在异域战场大方光芒,再到有着“炸弹卡车”之称的彩虹-5无人机成功入主外军,到当前彩虹-6、彩虹-7、彩虹-8、彩虹-9、彩虹-10等一系列新型无人机横空出世,彩虹无人机家族必将蓬勃发展,未来可期!
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