美伊以冲突前掠翼战斧是什么幺蛾子?
本次美国对伊朗大规模空袭曝光了一种新型战斧:采用前掠翼和黑色涂层,明显区别于以往战斧的平直翼和浅色涂层。前掠翼在很多年前就被提出,但在航空器上除了几个实验平台很少被实际应用,美国人在战斧上另辟蹊径,让一款已服役四十余年的旧平台又成为焦点,必定有其深层次的技术原因。
气动上讲战斧上原来的平直翼具有很好的亚音速巡航升阻比,大展弦比赋予弹翼很好的升力线斜率,导弹不需要多大的迎角就能保持平飞,以及做一些过载不大的转弯。不过随地面防空系统不断进步,导弹离目标越近受到的电子战掩护效果越低,很可能在末段十几到几公里内被各种地面中近程防空系统发现,此时导弹已无法进行大范围的实时弹道规划躲避防空系统攻击,被击落的可能性大增。
前掠翼的最大特点是翼面气流展向流动是逆向的。后掠翼迎角增大时因为展向压力梯度的存在,气流从翼根高压区流行翼尖低压区,导致翼尖附面层增厚,流动性变差,翼尖首先失速造成明显的滚转和偏航力矩。传统的解决办法是翼刀、前缘锯齿、前缘机动襟翼,还有二代机、三代机盛行的大后掠三角翼等等,不过这些手段在亚音速巡航导弹都无法实施。平直翼展向流动轻一些,不过仍存在翼尖附面层堆积的问题,而且平直翼普遍大翼展,加重翼尖失速造成的非正常力矩。
战斧要在密布防空系统的末段提高生存力,进行过载相对较大的机动是必须的。鉴于翼载荷相对较大,机动时势必要增大迎角,这样原来的平直翼势必要面临翼尖失速的问题。前掠翼的特点是压力梯度是反的,增大迎角后气流从翼尖流向翼根,翼根先失速造成的不正常力矩较小,弹翼外段在翼根失速后仍保持较好的流态,又抵消了部分翼根失速造成的不对称力矩。通过前掠翼改动,战斧提升了对抗末段防空系统的对抗能力。
前掠翼还可能使导弹焦点前翼。焦点适当前翼可改变巡航状态升力中心与导弹重心间的位置关系,降低导弹静稳定度,提高巡航升阻比。前掠翼在低空、m0.8左右的速度下,因前掠角的存在波阻要比平直翼低些,说明新型号战斧可能提升了巡航速度,或者提升了射程。前掠翼的转轴位置也靠后一点,这样又调整了导弹重心,可以平衡前部增重或者进一步降低静稳定度。
在导弹抗雷达探测上前掠翼也有一些优势。平直翼面对前半球雷达探测时散射波集中指向正前方一定角度内,这样即使到导弹前部整流罩有隐身造型,弹翼前缘仍是较突出的散射面。前掠翼则把前半球雷达散射波偏转向弹体,而弹体前部可以敷设吸波材料,部分吸收前掠翼折射的电波。战斧末段主要面临的是8-10ghz的火控雷达威胁,针对这个频段的无线电波,吸波涂层有比较好的吸收效果。
总体上前掠翼战斧提供了新思路,对于需要通过持续机动对抗中近程防空武器的巡航导弹,前掠翼是值得考虑的技术方向。特别是高度隐身的棱形弹体、几何整流罩空射巡航导弹,前掠翼更具不可替代的优势。


