目前,世界上主流的幾款攻擊型無(wú)人機(jī)大多采用正常布局、大展弦比平直翼加V尾的氣動(dòng)外形布局,如美軍的捕食者系列無(wú)人機(jī)、我國(guó)的翼龍I、Ⅱ型無(wú)人機(jī)和彩虹4、5無(wú)人機(jī)等。(你能分清它們嗎?)

翼龍Ⅱ無(wú)人機(jī)在去年的珠海航展上首次公開(kāi)露面,就引起了國(guó)內(nèi)外媒體和廣大軍事愛(ài)好者的強(qiáng)烈關(guān)注和熱烈討論,但筆者發(fā)現(xiàn)不論是普通網(wǎng)友還是新聞媒體大都難以區(qū)分翼龍Ⅱ和其他相似無(wú)人機(jī),甚至包括一些專(zhuān)業(yè)媒體,經(jīng)常出現(xiàn)“傻傻”分不清的情況。其實(shí)區(qū)分出翼龍Ⅱ無(wú)人機(jī)很簡(jiǎn)單,就是因?yàn)樗臋C(jī)翼翼尖增加了漂亮的小翼,顯得它更加 “有范兒”,但這個(gè)小翼就是單單為了漂亮的裝飾品嗎?當(dāng)然不是,這小翼的學(xué)問(wèn)大著呢。

說(shuō)到翼梢小翼不得不先提到一個(gè)名詞,“誘導(dǎo)阻力”。 當(dāng)無(wú)人機(jī)在空中飛行時(shí),機(jī)翼產(chǎn)生升力,機(jī)翼下表面的壓力比上表面的大,而機(jī)翼翼展長(zhǎng)度又是有限的,所以下翼面的高壓氣流會(huì)繞過(guò)兩端翼尖,向上翼面的低壓區(qū)流去。當(dāng)氣流繞過(guò)翼尖時(shí),在翼尖部分形成旋渦,這種旋渦的不斷產(chǎn)生而又不斷地向后流去即形成了所謂翼尖渦流。
升力是和相對(duì)氣流方向垂直的。既然流過(guò)機(jī)翼的空氣因受機(jī)翼的作用而向下傾斜,則機(jī)翼的升力也應(yīng)隨之向后傾斜。把實(shí)際升力分解成垂直于飛行速度方向和平等于飛行速度方向的兩個(gè)分力。垂直于飛行速度方向的分力,仍起著升力的作用,這就是我們經(jīng)常使用的升力。平行于飛行速度方向的分力,則起著阻礙飛機(jī)前進(jìn)的作用,成為一部份附加阻力。而這一部分附加阻力,是同升力的存在分不開(kāi)的,因此這一部分附加阻力稱(chēng)為誘導(dǎo)阻力。
實(shí)踐表明,誘導(dǎo)阻力的大小與機(jī)翼的升力和展弦比有很大關(guān)系。升力越大,誘導(dǎo)阻力越大。展弦比越大,誘導(dǎo)阻力越小。

為了有效減小誘導(dǎo)阻力,美國(guó)國(guó)家航空航天局(NASA)艾姆斯研究中心的R.T.惠特科姆(R.T.Whitcomb)于上世紀(jì)80年代發(fā)明翼梢小翼(Winglet),又稱(chēng)翼尖小翼或翼梢翼等。

翼梢小翼有很多優(yōu)點(diǎn):
1.飛機(jī)在翼梢增加翼尖小翼后,由于翼尖渦得到明顯緩解,機(jī)翼上下表面的壓力差變得更大,飛機(jī)滑跑距離縮短,爬升能力提高,同時(shí)速度也有一定程度上的增加。
2. 推遲機(jī)翼翼尖氣流的過(guò)早分離,提高失速迎角。安裝翼梢小翼可用機(jī)翼順壓場(chǎng)去對(duì)應(yīng)翼尖逆壓場(chǎng),使壓力分布不在陡,減小逆壓梯度,進(jìn)而可以延遲機(jī)翼翼尖處的氣流分離,提高飛機(jī)失速迎角及抖振升力系數(shù)。
3.由于翼尖小翼減小了飛行阻力,發(fā)動(dòng)機(jī)的油耗也會(huì)相應(yīng)的減小,航程增大,或載彈量增加。

“復(fù)仇者”隱身無(wú)人機(jī)參數(shù)
長(zhǎng)度:13.4米
翼展:23.2米
載彈量:3.6噸,可掛核彈
航速:740+ 公里/小時(shí)
最大升限:18,288 米
最大航程:12900千米
續(xù)航時(shí)間:20 小時(shí)
已累計(jì)飛機(jī)時(shí)間:13000小時(shí)
? ? ? 美軍在捕食者B、C等先進(jìn)機(jī)型的設(shè)計(jì)上并未采用翼梢小翼,因?yàn)橐砩倚∫硪泊嬖谝恍┤秉c(diǎn):
1.增加翼尖小翼后雖然爬升性能和速度方面有顯著提高,但其抗大側(cè)風(fēng)的能力,及轉(zhuǎn)彎的性能相對(duì)變得較差。因此,并不是增加翼尖小翼后,飛機(jī)的所有性能都有提高。
2. 飛機(jī)在一定的巡航階段翼尖小翼的節(jié)油特性才發(fā)揮的比較明顯,超過(guò)這個(gè)速度范圍其并不太大的實(shí)際意義。
3.增加了翼尖小翼對(duì)飛機(jī)的制造成本和制造工藝都有了新的要求。
因此我們可以推斷,翼龍Ⅱ在機(jī)翼的設(shè)計(jì)上采用了翼梢小翼,至少說(shuō)明了以下幾點(diǎn):
1. 該機(jī)的飛控技術(shù)有了進(jìn)一步的提升。根據(jù)資料統(tǒng)計(jì),美軍在無(wú)人機(jī)的作戰(zhàn)使用中,被擊落的數(shù)量占總損失的5%以下,絕大部分無(wú)人機(jī)的損失都發(fā)生在回收和降落過(guò)程中,而對(duì)于大展弦比的無(wú)人機(jī)在降落中能否解決抗大風(fēng)及側(cè)風(fēng)的能力,就顯得極為重要。解決的方法就是通過(guò)不斷的提高飛控技術(shù),翼龍Ⅱ之所以采用這種設(shè)計(jì),說(shuō)明飛控技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟和自信。
2. 該機(jī)的定位以長(zhǎng)航時(shí)、大航程為主。
3. 在發(fā)動(dòng)機(jī)功率一定的條件下,有效地提高了該機(jī)的起飛重量。
因此,我們也不能回避的一個(gè)問(wèn)題就是翼龍Ⅱ的發(fā)動(dòng)機(jī)還不夠“給力”,這種設(shè)計(jì)也一定的無(wú)奈之舉,當(dāng)新的大功率、低耗油的發(fā)動(dòng)機(jī)換裝后,相信翼龍Ⅱ必然會(huì)更加強(qiáng)大。