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中国首款“太空无人机”:代号无侦8,能在大气层边缘“打水漂”

去年我们伟大祖国生日这天,首都北京举行了盛大的阅兵式来为我们的祖国母亲庆祝生日。在阅兵式上,有一种无人机引起了人们的关注,这种无人机型号为无侦-8型无人机。在阅兵式上,无侦-8出现在无人机第一方队,这足以显示该机的重要地位,同时官方对其解说为"高空高速无人侦察机",而"无侦-8"是环球网在后来的介绍中公开的飞机型号。

中国首款“太空无人机”:代号无侦8,能在大气层边缘“打水漂”

轰-6M轰炸机挂载无侦-8无人机的CG图 作者:西葛西造舰

实际上,高空高速无人机对于我国而言并不陌生。这是因为从上个世纪60年代开始,就有一些超级大国凭借着技术优势,对我国进行高空越境侦察。因为在60年代时,间谍卫星技术尚不成熟,高空侦察依然是当时世界大国获取情报的重要手段。同时无人机没有驾驶员,即使被击落,也不会出现类似于"鲍尔斯事件"那样的国际纠纷,因此即使在间谍卫星已经满天飞的今天,高空无人侦察机依然是世界主要大国获取对手情报的重要依据。在数十年的共和国防空作战中,我国防空部队击落过不止1架外军的高空无人侦察机,并且还在被击落的敌方无人机的基础上,开发出了我们自己的无人机装备,将敌人的武器为我所用。

一切从冷战说起——高空侦察的开端

1945年第二次世界大战结束,全世界开始进入一个和平的新时代,但是好景不长,1949年随着英国首相丘吉尔的"铁幕演说"和美苏两国战时同盟关系的破裂,世界进入了被史学家称之为"冷战"的时代。由于苏联在1949年8月份爆炸了自己的第一颗原子弹,打破了美国的核垄断,因此以美苏两强为首的大国逐渐形成了两个军事政治经济集团,在核武的威慑下,双方不会发生全面的战争,但是都在疯狂的扩军备战,企图以军事力量在兵不血刃的情况下压垮对方。在这种紧张的政治军事环境中,获取苏联集团的军事部署和武器研发情报,就成为西方集团,特别是美国最为关注的事情。

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高空战略侦察的先驱——美军RB-57D型高空侦察机,由英国的"堪培拉"轻型轰炸机加长机翼、更换发动机设计而来

在美苏冷战中,美国总体上对苏联享有技术优势,特别是美国在航空技术领域,始终对苏联具备相当大的技术领先性。所以美国充分利用自身的技术优势,开发出一代又一代的先进高空侦察机,不断窥探红色铁幕后面的军事、政治和科技秘密。在上个世纪50年代,由于地空导弹才刚刚开始研制,而当时的高射炮中,即使口径最大的苏制130毫米高射炮,其最大射程也仅有大约1.2万米左右,而且受技术水平的制约,当时即使最先进的苏制战斗机,其使用升限也只有1.5~1.8万米。美国则利用自身在航空技术方面的领先优势,开发出各种航程在2万米甚至2.7万米以上的高空侦察机,这让苏联的国土防空力量可以说是鞭长莫及,只能眼巴巴的看着美军的侦察机来去自由,丝毫没有办法。

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高空侦察的经典之作——U-2侦察机,图为U-2的最新改进型TR-1战术侦察机,该机目前依然在美军中服役

不过随着50年代末期,苏制萨姆-2型地对空导弹的研制成功和量产装备,美军的高空侦察开始受到严重威胁。1959年10月,年轻的新中国543部队(防空导弹部队)使用苏制萨姆-2型防空导弹,在北京郊外的通县上空,成功击落一架美制RB-57D型高空侦察机,这是人类历史上第一次成功使用地对空导弹击落飞机。随后仅半年多时间,苏联在1960年5月1日成功使用萨姆-2导弹击落一架美军自己的U-2高空侦察机。1962年9月,我国也使用萨姆-2导弹成功击落一架U-2侦察机,而在同年的"古巴导弹危机"中,古巴防空部队在苏军教官的指导下,也使用萨姆-2导弹击落一架U-2。3年时间损失4架高空侦察机,美军的高空侦察活动面临着前所未有的危机。

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当年我国唯一能够执行高空拦截任务的只有这种10米多长,像电线杆一样巨大的萨姆-2型防空导弹

针对高空侦察的连续损失,美国空军随即展开了全新的高空无人机的研发工作。这就是后来出现的BQM-34"火蜂"无人机和D-21高空高速无人机,而这两种无人机,在某种意义上,也意外的成为了我国先进高空高速无人机的重要源头,甚至和今天的"无侦-8"依然有一定的渊源。

窜犯大陆的"火蜂"无人机

由于U-2侦察机连续被击落,为了避免由于人员伤亡或被俘带来的政治影响,美国特里达因·瑞安公司研制了全球第一款高空高速无人侦察机——BQM-34无人机,美军给它起了一个绰号叫"火蜂",这是美军第一款三军通用,且大规模投入实战使用的无人机。由于很早就预测到U-2侦察机很可能会被苏联的新式防空武器击落,因此美军的高空无人侦察机项目早在1950年代就已经开始研究,火蜂的最早原型机实际上早在1951年时就已经成功试飞,只是由于当时美军对于无人侦察机的需求并不强烈,因此研制计划一直进展缓慢。直到美军的U-2侦察机被接二连三的击落,火蜂的研制才走上了快车道。

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通体漆黑的BQM-34型"火蜂"高空无人侦察机

BQM-34型无人机采用了中单翼带尾翼的正常气动布局,发动机位于机腹靠前部位,进气口在飞机下颌处,整个飞机起来很像一架取消了驾驶舱的T-2"橡树"教练机。火蜂无人机的航程大约为3600千米,巡航速度为700~800千米/小时,持续续航时间最大为4.5小时。该机最大的特点在于,它需要由其他飞机挂载,并从空中投掷发射,然后自行飞向目标进行侦察。火蜂携带一台HR-233型光学照相机,是U-2之后美国最重要的高空侦察机。到1986年停产为止,"火蜂"侦察机总共生产了40多个型号,合计7400多架。

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DC-130型运输机每次最多可以搭载4架火蜂无人机

在1965~1972年的越南战争期间,由于美国担心中国像朝鲜那样突然出兵,所以美军对于中越边境中方的军事部署非常敏感,因此频繁派出有人驾驶和无人驾驶的飞机,对中越边境进行详细侦察。在整个越战期间,美军总共派出各种型号的"火蜂"无人机600多架次(AQM-34Q型约500个架次;AQM-34N型约138架次)执行侦察、窃听、电子干扰等作战任务,部分火蜂甚至被专门用于抛洒箔条,为有人驾驶的飞机开辟安全通道。这些飞机通常是由专门改装的DC-130型无人机母机携带,并在预定高度预定空域进行投放。在完成任务后,火蜂会依照程序返航并在预定地点,由专门的飞机从空中回收,即使回收失败,火蜂以机腹硬着陆后,依然可以被回收,并继续执行任务。

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火蜂无人机的回收方式非常惊险,直接由直升机使用吊钩将其吊起

面对火蜂,我军当时也十分伤脑筋。因为火蜂的体积要远比U-2小得多,但是飞行高度在1.8万米左右,虽然低于U-2的2万米,但是依然处于我军战斗机最大升限之外,因此我军当时的战斗机很难对其进行有效拦截。当时我军使用的仿制米格-19的歼-6战斗机,最大飞行高度虽然可达1.79万米,但是这是通过加力推进"跃升"得来,飞行员在这个高度几乎无法有效控制飞机,而当时仿制米格-21的歼-7战斗机尚未完全定型,因此拦截火蜂在很多时候是一种非常冒险的作战,弄不好就有可能机毁人亡。

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被我军击落的"火蜂"无人机,看得出,还是相当的完整

根据空军统计从1964年8月到1969年12月,历时5年多的时间里,美军"火蜂"侦察机曾经97次窜入我国领空进行侦察活动,被我国空军战斗机部队击落14架,地空导弹部队击落3架,同时还被我海军航空兵部队击落3架,合计20架。其中空军有一位邹广如的飞行员,在机炮打光没能击落火蜂的情况下,甚至驾驶飞机冲向火蜂,试图将其撞毁但最终失败,并且导致了飞机坠毁。当年拦截美军高空侦察机的难度和危险性由此可见一斑。

天降厚礼——D-21无人机坠毁中国

由于频繁遭到我国航空兵和地空导弹的拦截,美军随后研制了更加先进的D-21型无人机,并将其用于针对我国的战略侦察活动。

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D-21的外形很像是一台SR-71黑鸟的发动机,再装上机翼和尾翼。但是其气动构型和苏联的米格-21非常相似

D-21型侦察机外形看起来和苏联的米格-21战斗机非常相似,都采用了机头进气和三角翼布局,但是和米格-21使用的大三角翼不同的是,D-21使用的是S型大三角翼,这种类似于双三角翼的机翼设计曾经出现在苏联自己的米格-21S型试验机上,并且被后来的图-144型超音速客机所采用。实际上D-21看起来更像是给SR-71黑鸟的一台发动机装上单独机翼之后的样式。不过D-21使用的是当时非常先进的冲压发动机,并非一般的涡扇发动机。因此该机的飞行速度非常快,可以达到3560千米/小时,相当于3倍音速的飞行速度。在1970年代,我国没有任何一款防空武器能够有效对抗D-21型无人机,即使是仿制萨姆-2导弹研制的红旗-2型防空导弹也无法有效拦截D-21型无人机。这让该机在针对我国的侦察中居于绝对优势的地位。

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搭载D-21的B-52战略轰炸机,D-21在机腹下还装有副油箱

D-21型无人机可以使用B-52或者SR-71作为载机,并在空中投射。其自带的电子计算机可以依照事先规划好的线路飞行,在完成侦察任务后,通过导航系统控制,自行飞往指定地点,并由专用的空中回收飞机将其回收。即使回收失败,D-21依然可以通过自带的降落伞进行软着陆,这一点明显比火蜂要进步很多。不过,再完善的设计,也逃不过近乎于命运的失败。

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D-21和其携带的副油箱

和前辈火蜂的大规模使用不同,D-21飞机仅仅实战投入使用4次就宣告终止,因为全部4次实战侦察全部失败。这让美国军方实在是有点胆战心惊。根据美军方的记录,1969年11月9日,D-21飞机首次闯入中国大陆上空,侦测位于罗布泊的中国核武器基地,在顺利完成侦测任务时,飞机上的导航系统出现故障,导致飞机并未返航,而是继续向北直飞苏联,并因为最终燃料耗尽,坠毁在苏联境内,全部残骸被苏联人捡走。算是白送了苏联人一个大便宜。随后的1970 年12月26日和1971年的3月4日,D-21又分别进行了2次针对中国大陆的侦察,而两次都是在侦察成功返航时出现故障,导致回收失败。1971年3月20日,D-21无人机针对中国大陆进行了第四次侦察飞行,这一次D-21从广东雷州半岛附近进入,但最终直接坠毁在我国云南西双版纳附近的原始森林中,并最终被我国回收全部残骸。

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SR-71黑鸟也可以搭载D-21无人机

正是由于连续4次全部失败,同时还导致中国和苏联各得到了一个D-21的残骸,美国军方下令彻底终止D-21项目。因为D-21项目使用了相当多的SR-71黑鸟间谍飞机的技术,美军担心中苏得到更多有关SR-71飞机的机密情况。不过由于我国连续得到了火蜂和D-21两款美军当时、也是世界当时最先进的无人机,因此我国的无人机工业最初的起点可以说就相当高。而时至今日,这两种美式无人机对于我国无人机工业的"贡献"依然在持续。

无侦-8前传:中国无人机的崛起

火蜂无人机体积小,飞行高度高,因此难以被发现更难以被击落,而且该机出了光学侦察外,还可以承担电子干扰、窃听甚至是充当诱饵靶机等作战任务,具备很强的多任务适应性,因此引起了当时解放军的浓厚兴趣。通过研究被击落的火蜂残骸,我国军工人员成功逆向仿制出了火蜂无人机,并以"长虹一号"的名称投入量产。

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非常罕见的解放军图-4轰炸机外挂长虹一号进行测试,时间是1986年

长虹一号无人机机长8.97米,翼展9.76米,最大投放重量为1.68吨,发动机为一台国产WP-11型发动机。飞机巡航速度为800~820千米/小时,最大飞行距离2500千米,最大飞行高度为17500米。从数据上看要略逊于美国的原装火蜂无人机。不过在当时也已经是世界先进水平。

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国产长虹一号无人机,基本就是美制火蜂的翻版,但是受我国工业基础的限制,性能上比原版火蜂略差

长虹一号无人机可以由当时经过专门改装的我军的图-4轰炸机或者运-8型运输机作为载机,从空中投放,其投放方式和美军基本一样,且运-8飞机的尺寸载荷也和美军C-130型飞机基本相当。但是该机只能采用自行硬着陆后由地面人员回收的办法进行回收,因为我军确实没有美军那么强大的直升机部队,无法确保能够在空中成功回收该机。长虹一号无人机在1972年进行首飞,并于1980年正式列装解放军空军部队,虽然产量无法和它的美国兄弟相比,但是在八九十年代,长虹一号都是我国最重要的高空无人侦察机之一。

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我国自行研制的长空一号靶机,机腹下面就是歼-6使用的WP-6发动机,由于该发动机停产,因此长空一号也最终退

在长虹一号的基础上,我军还开发了专门的"长空一号",这种飞机在气动上参考了长虹一号的设计,但是采用了歼-6战斗机上所使用的WP-6型发动机作为动力源,在拆除了加力燃烧室后,将其装备在长空一号无人机上。长空一号无人机采用地面弹射起飞方式,并配有2具固体火箭助推器,以便在发射时可以迅速获得足够的初速度,并协助飞机升空。但是和长虹一号不同的是,长空一号是一款专门的靶机,其多用途能力受到较大限制。目前长虹一号和长空一号都已经退出现役。

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当年外挂2架长虹一号的运-8运输机

在时间跨入21世纪后,由于我国科学技术和国家经济的飞速发展,我国也逐渐后来居上,成为全球无人机研制生产的大国之一。目前全球民用无人机市场约有70%为中国占领,而军用无人机方面,有国外媒体称,我国已经是仅次于美国的,世界第二大军用无人机使用国。而且不仅仅国内使用,目前中东地区销售最为火爆的,正是以"翼龙"和"彩虹"为代表的两个无人机家族。甚至就连印巴这一对世仇,也经常使用同款的"大疆"无人机相互刺探对方的军事部署情况,实在是有点令人尴尬。

最强亮相——无侦-8无人机

在当今琳琅满目的中国无人机家族中,无侦-8无疑是最引人注目的一个。2019年的国庆阅兵是该机首次亮相,而且由于我国保密工作做得好,在那之前,外界甚至根本不知道"无侦-8"这个型号的存在。所以无侦-8型无人机的亮相,无异于一道闪电。

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无人机第一方队,可见无侦-8的重要意义所在

由于央视采用的高清视频转播,因此各类我国阅兵武器的细节都能看得仔仔细细。从外形上不难看出,无侦-8无人机的背部有两个挂钩,这一点和当年的长虹一号非常类似。由于长虹一号是由飞机空中投射,因此在其背部设计有3个抓钩,用于保障运-8飞机可以通过特制的挂架有效挂载长虹一号无人机。而这种挂钩出现在无侦-8的背部,很显然证明无侦-8飞机也是一种由其他飞机运载并从空中发射的无人机。

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轰-6可以这样使用半埋式的方式挂载无侦-8

由于无侦-8的自重过大,显然无法像过去那样挂在运-8飞机的机翼上——因为运-8的机翼强度终究有限,无法有效挂载这么大的无人机。而我国现在唯一适合挂载无侦-8飞机的,大概只有轰-6系列轰炸机了。因为无侦-8飞机没有设计机身垂尾,而是在机翼外缘各增加了一个上翘的小垂尾用于控制飞机横向稳定性。这样正好可以挂载在轰-6轰炸机的机腹弹仓上,不过轰-6在挂载无侦-8时,必须要拆掉弹仓的外门。

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轰-6M空投无侦-8的CG图

从无侦-8的外形上看,其气动外形和D-21有较大的相似之处,二者都采用了无尾三角翼布局,这种布局显然非常适合超音速飞行。不过D-21使用的冲压发动机,而无侦-8看起来似乎使用的是火箭发动机。该机的尾部有两个并列式小型喷口,而且没有看到该机有发动机进气口,这意味着无侦-8极有可能是使用液体火箭发动机,如果确认该机使用的是火箭发动机,那么可以推断该机的飞行高度极有可能要超越大气层,因为火箭发动机的燃烧时间相对较短,通常在150~350秒之间,这点燃烧时间显然不够飞机飞行多远。但是火箭发动机由于自带氧化剂,不需要从大气中吸取氧气,所以可以适应太空飞行。而无侦-8如果在大气层外飞行,且能保证火箭发动机工作时间超过200秒的话,则足以确保超过5000千米的最大航程。

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无侦-8大概率使用的是火箭发动机,而且还装备了2台,这意味着2台发动机可以相互调节

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从气动上看,无侦-8的外形很像放大的DF-17弹道导弹,其气动外形明显采用乘波体构造设计,因此可以在大气层边缘进行类似于"水漂"的快速飞行。同时由于无侦-8是由轰-6轰炸机挂载并进行空投发射,考虑到我国的轰-6K和轰-6M型轰炸机都有2500~3000千米的作战半径,再加上无侦-8自身最大5000千米(预计)的航程,该机配合轰-6部署的话,足以对我国周边5000千米范围内的任何目标进行有效侦察,而如果是增加的空中加油能力的轰-6N型轰炸机的话,无侦-8的作战半径还能进一步延伸。

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无侦-8的外形和DF-17的弹头非常类似

从战术角度上看,即使在间谍卫星满天飞的当今,高空高速无人机依然有其重要的战略价值。首先,由于技术的进步,当今的无人机大多采用"人在回路"的控制方式,也就是说,由专用的操作人员远距离遥控无人机的飞行。这样执行侦察任务时,地面操作人员可以根据自己的理解对于目标进行反复侦察,从而发现一些隐藏的情报,而早期的火蜂和D-21等无人机都是事先编好程序,只能依照程序机械的进行侦察,不具备中途调整的能力。因此无侦-8有着巨大的战术优势。

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使用火箭发动机,则无侦-8就可以在大气层外飞行

其次,高空无人侦察机速度快,侦察效率高。以无侦-8为例,该机采用火箭发动机,可以在大气层外高速飞行,由于飞行高度太高,所以需要反卫星武器才能有效对抗无侦-8的侦察飞行,这显然大大提升了拦截无侦-8的成本和难度。同时在大气层外近乎真空的环境中飞行,还能大大减少阻力,确保飞机的航程和侦察范围。

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第三,具备乘波体外形和太空飞行能力的无侦-8已经不仅仅是一款简单的高空高速无人侦察机,它同样可以把侦察设备拆除,改成各种弹头,例如常规高爆弹头、EMP弹头、子母弹头甚至是核弹头。因此无侦-8也绝不仅仅是一款简单的无人机,它可以通过改变载荷,执行多种作战任务,甚至直接作为导弹使用。

未来趋势——全面加强中国的无人机建设

目前全球民用市场的无人机已经有70%左右被我国占领,军用市场上,即使美国政府三令五申,但是五角大楼始终不为所动,每年依然要花费数百万美元来采购中国的各种无人机,并将其用于美军在全球各地的军事行动。

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威力强大的中国无人机

目前在战略级别的无人机方面,我国已经相继推出多款有着各自不同用途的先进无人机。在去年的建国70周年阅兵式上,除了无侦-8以外,"攻击-11"也是一款颇受瞩目的无人机,该机采用了类似于美军B-2的隐身飞翼式布局,但是机翼的后掠角相当大,可以推测是用于高速隐身攻击使用。

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中国版无人B-21

总体上说,我国目前的无人机技术水平已经走在了世界前列,尽管和美国还有一定的差距,但是随着无侦-8、攻击-11等全新多功能无人机的列装,已经标志着我国正式成为世界无人机使用的大国。不仅如此,"无人机强国"这一头衔对于我国而言,也已经是唾手可得。

THE END
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