翔龍無人機

翔龍無人機（英文：Soar Dragon），是中國中航工業成都飛機工業公司自主研究和設計的一種大型無人機。

“翔龍”高空高速無人偵察機全機長14.33米，翼展24.86米，機高5.413米，正常起飛重量6800公斤，任務載荷600公斤，機體壽命暫定為2500飛行小時。作戰半徑2000～2500公里，續航時間最大10小時，起飛滑跑距離350米，著陸滑跑距離500米。

基本介紹

• 中文名：翔龍無人機
• 外文名：Soar Dragon
• 國家：中國
• 類型：無人偵察機
• 翼展：24.86米
• 全長：14.33米
• 機高：5.413米
• 最大起飛重量：6800公斤
• 發動機推力：4200公斤
• 最高升限：20000米
• 飛行半徑：2500千米
• 最大平飛速度：700千米/小時

發展沿革

首次現身

2011年6月28日，翔龍無人機原型機出現在成飛跑道上，首次露出它神秘的面容。翔龍高空長航時無人機是中國新一代高空長航時無人偵察機，“翔龍”高空高速無人偵察機機身全長14.33米，翼展24.86米，機高5.413米，正常起飛重量6800公斤，任務載荷600公斤。巡航高度為18000米～20000米，巡航速度大於700公里/小時；作戰半徑2000～2500公里，續航時間超過10小時，起飛滑跑最短距離350米，著陸滑跑距離500米。 為了滿足軍隊未來作戰的需要，完成平時和戰時對周邊地區的情報偵察任務，為部隊準確及時地了解戰場態勢提供有力手段，中國一航組織成都飛機設計研究所、貴州航空工業（集團）有限責任公司等有關單位設計出了“翔龍”高空高速無人偵察機概念方案，包括無人機飛行平台、任務載荷、地面系統等三個部分。

翔龍模型

研發背景

高空長航時無人機從上個世紀90年代開始出現，最初的發展目的只是打算取代有人駕駛的U-2/TR-1高空偵察機。美國對高空偵察機的喜愛從50年代開始，廣泛用於對蘇聯、中國等敵對國家的戰略戰術偵察。在古巴飛彈危機中，U-2有人高空偵察機立下了赫赫戰功；在對蘇聯的偵察中，也成功發現米亞-4戰略轟炸機的數量訛詐，對美國的戰略態度和軍事發展方向都起到了決定性作用。不過，隨著地空飛彈和高空高速戰鬥機性能的日益增強，有人駕駛低速高空偵察機的生存力開始下降，特別是駕駛U-2飛機穿越蘇聯上空進行偵察的鮑爾斯被蘇聯俘虜後，差點引發兩國直接交火。在聯合國大會上，蘇聯證據確鑿地指責美國侵略，讓整個美國在道義上和態度上都極端尷尬。隨後，偵察衛星的出現一定程度上取代了傳統高空偵察機的地位。但是1990年海灣戰爭期間，美國發現他們數量龐大、性能先進的衛星並不能完全滿足偵察需要，傳統的高空偵察機不但沒有被取代，反而越來越重要——U-2/TR-1偵察機大量活動在伊拉克上空，甚至不得不把已經退役的SR-71“黑鳥”偵察機拖出來，擔任繁重的偵察任務。

翔龍無人機

技術特點

複合材料

“翔龍”無人機還大量採用複合材料，機翼設計採用菱形布局，機身上曲線連續而光滑，都符合減小RCS反射面積的原則。飛機的雷達截面積並不算大，據推測會小於典型的戰鬥機目標，加上會採用複合材料和吸波材料，RCS估計在1平米左右，縮短遠程監視雷達和高空防禦系統的發現距離。總體來說，飛行高度達到20000米的時候，像“薩姆”-2這類射程為40公里左右的飛彈，頂多只能防禦陣地外側不足15公里左右的半徑範圍，而“愛國者”1/2也不足30公里。無人機在這個高度可以使用光學偵察設備在防區外觀察，如果有合成孔徑雷達還可以距離得更遠，系統生存力非常高。

“翔龍”無人機目前能夠保證具有10小時以上的留空時間，巡航飛行速度超過750公里/時，比“全球鷹”快15%以上，有效任務載荷為650公斤，比“捕食者”大一倍多。該機攜帶的電子設備更類似於“全球鷹”，有高清晰度數位照相機、包括單色高解析度和彩色圖像兩種模式，可提供解析度很高的靜態偵察照片供閱讀和判別；有高清晰度數位電視，能夠提供動態的數字視頻圖像，方便實時監控，視頻信號還有夜視能力，有獨立的紅外熱成像通道，可以提供8~12微米長波自然熱輻射視頻或者更先進的高清晰度凝視3~5微米中波熱成像，後者對機器動力的機動目標觀察效果更好。先進的合成孔徑雷達和逆合成孔徑雷達不一定會出現在每一架偵察機上，因為這種雷達的造價比較高昂。雷達能在惡劣氣候下獲得高清晰度的地面三維圖像，具備在惡劣氣候條件下的機動目標跟蹤和監視能力，往往用於更高級別的偵察和監視任務，與光學偵察組件聯合使用。“翔龍”無人機有可能裝備幾套相互平行的通訊系統，多通道戰術短波數字電台可用於直接與地面指揮所、地面信息共享單位的直接聯繫和信息播發，允許通過授權將信息通道的下載許可權下放到更低的作戰單位，比如師、旅、團等等。飛機還上有更高傳輸速度的定向通訊裝置，可以與地面接收站或者衛星進行點對點高速數據傳輸。

另外，“翔龍”無人機也可以通過更換模組化的機頭電子任務艙段，執行數字通訊中繼任務，擔負起一個很高的信號轉發塔作用。用於類似於蜂窩移動通訊概念的時候，一個無人機機站工作在20000米高度，可以為半徑為200公里的數十萬門以上的無線短波通訊提供中繼和數字交換。同時，還允許多架同樣任務的無人機在天空中組網，實現戰時臨時架設的無線數字通訊中繼交換網路，這比以前用有人飛機來實現同樣的目的費用要低廉得多，效能卻要高出數十倍以上。除了通訊中繼，“翔龍”還可以執行電子干擾任務。一個電子干擾吊艙的重量並不是很大，“翔龍”的任務載荷可允許使用兩個吊艙，將干擾源架設在高度18000米以上高度，不易遭受到反輻射飛彈的威脅。特別是使用新型的GPS干擾機，“翔龍”的載荷允許搭載超過20種不同原理的GPS干擾機，能夠有效干擾和壓制半徑400公里以內的簡單GPS設備，以及壓制半徑150公里以內有一定抗干擾能力的GPS接收機，並讓60公里半徑以內的GPS接收機致盲。這對於GPS制導武器滿天飛的狀況不異於釜底抽薪！

翔龍無人機

在使用重量只有100多公斤光學偵察設備的情況下，“翔龍”無人機可以攜帶1~2枚FT-3這一類250公斤級別制導炸彈，能夠初步實現美國中央情報局在阿富汗研究成果——“發現即摧毀”。如果進一步擴展，還能夠使用雷射制導炸彈或者C-701一類的電視制導飛彈。這種“時髦”的能力在進行不對稱作戰的時候非常有效，是未來一個重點發展方向。

“翔龍”高空高速長航時無人機使用的發動機還不算理想，導致其載荷能力較低且留空時間較短，只有10小時，和“全球鷹”接近20小時不能相比。未來換裝先進低油耗並且通過特別最佳化以適應高空工作的WS-15渦輪風扇發動機，“翔龍”的留空時間將有可能提高到20～24小時，有效載荷也將達到900公斤以上。同時，該機可在較低的高度採用慢速飛行來提高對某一特定目標的監視和細節辨認能力。不遠的將來，“翔龍”將會成為中國的“全球鷹”和“掠食者”的集大成者，在中國軍事力量從數量化到質量化轉型的高科技建軍重要轉變中，擔任非常獨特而重要的一環。

“翔龍”無人機最大的特色在於它採取了罕見的連翼布局，這在中國飛機設計史上是一個大膽的突破。該機具有前翼、後翼兩對機翼，並且前後翼相連形成一個菱形的框架。前翼翼根與前機身相連，向後掠並帶翼梢小翼；後翼翼根與垂尾上端相連，向前掠並帶下反角；後翼翼尖在前翼翼展70%處與前翼呈90°連在一起。翔龍無人機與常規飛機相比，連翼飛機具有結構結實、抗墜毀能力強、抗顫振能力好、飛行阻力小、航程遠等優點。

翔龍無人機原型機

“翔龍”無人偵察機在機體設計上也與美國的“全球鷹”高空長航時監視無人機非常相似，機身尾部背鰭上裝有複合材料發動機艙，進氣口形狀為半橢圓形。機頭上部同樣是巨大的流線水泡形絕緣罩。任務載荷裝在機頭下部。起落架也為可收放的前三點起落架。

發動機

“翔龍”無人機採用一台老式無加力渦噴-7發動機作為主動力，這體現了這種無人機和“全球鷹”一類無人機的重大區別。渦噴-7發動機是我國早期殲-7系列戰鬥機的發動機，最大推力可達4200公斤，重達1噸。以“翔龍”的高空升阻比來說，似乎並不需要如此推力強勁的發動機——“翔龍”最大起飛重量不過7500公斤，而發動機推力達到4200公斤，推重比達到0.56，一般只有載人的戰術飛機才有如此高的推重比，重達14噸的“全球鷹”也不過使用一台3450公斤推力級別的發動機而已。

造成這樣的現象原因有很多，首先中國航空發動機產業水平低、產品線小，在3000～4000公斤推力級別中缺乏可用的產品。中國的小推力渦扇只有推力為1700公斤的WS-11，配裝該發動機的K-8教練機起飛重量才4300公斤，還有推力更小、用於巡航飛彈類的WS-500。在2000公斤以上推力級別一直到10000公斤之間中國沒有一種渦扇發動機，只有數種60年代初從蘇聯引進仿製的渦噴發動機，特別是在2000～4000公斤這一個級別，只能利用渦噴-7發動機降級使用。渦噴-7發動機空氣流量接近60公斤/秒，耗油率高達0.98克·牛/秒，接近“全球鷹”發動機油耗的2倍。另外，由於發動機推力過大，在高空巡航時燃燒效率並不在發動機的最佳工作區，油耗差別更大。高油耗嚴重影響了飛機的留空時間，不過在最初試驗階段，使用這種發動機作為權宜之計也是可行的。

“翔龍”無人機的動力組按照模組化設計，可以在未來換裝更先進的WS-15渦扇發動機。當然，如果可以最理想的發動機還是國產ARJ-21支線運輸機的發動機——美國通用公司的CF-34-10A。改型發動機可以提供4185公斤推力，重量僅有760公斤，最關鍵的是油耗僅有0.35克·牛/秒。CF-34是長壽命民用發動機，可靠性非常高。無人機壽命不能和客機比，“翔龍”的機體壽命大約只有2500小時，而客機一般都在數萬小時以上，直接使用CF-34發動機顯然很奢侈。不過，如果能使用這種發動機的降級低壽命廉價版本，也非常理想。

採用大推力發動機讓“翔龍”和美國“全球鷹”和“捕食者”無人機區分開來。“全球鷹”的推重比很低，從地面起飛到爬升到19000米的工作高度需要80分鐘以上，而“捕食者”爬升到8000米高度就需要60分鐘。這兩種飛機大多數時候都只能在單一高度巡航飛行，特別是“全球鷹”一旦執行高度降低到9000米的抵近觀察任務後，要恢復到19000米的工作高度需要一個小時以上，一定程度上影響了該機的使用。“翔龍”無人機具有高速和高推重比的特點，執行與“全球鷹”同樣的降低高度到恢復高度的偵察任務所需要時間僅有後者的1/4。因此，“翔龍”可以象“全球鷹”那樣運作，獲得“捕食者”那樣的辨識和跟蹤精度，是一種兼顧兩者所長的無人機系統。

這樣的設計主要考慮到中國使用無人機的條件和美國的區別——高空巡航的偵察能力是主要的，必要的時候可以快速下降高度執行戰術偵察和近距離辨識跟蹤的任務。 中國的周邊環境比美國惡劣，鄰國大多都部署有“薩姆”-2和“愛國者”一類的高空防禦系統，選擇10000米高度執行任務的生存力相當低。18000～20000米則不同，這個高度大多數防空飛彈都很難對付機動目標，F-16這一類戰鬥機的升限大多只有15000米，好一點的F-15戰鬥機也只有18000米左右。“翔龍”這類無人機具有20000米以上的飛行能力，攔截並不像想像那樣容易。這和我們在60年代對抗美國U-2偵察機的情形是一樣的，不一樣的是無人機系統價格便宜多了，可以投入更多的數量，並不會因為被擊落等條件而中斷使用。

氣動布局

在前不久結束的珠海航展上展出的“翔龍”高空長航時無人機，就是由中國自主研究和設計的一種大型無人機。和美國套用的幾種無人機不同，“翔龍”無人機沒有一味追求性能上的高指標，一切以國內的實用條件和用戶需求為主。由於沒有美國那么強烈的遠程全球戰略要求，飛機的留空時間沒有很高的要求，外形尺寸和重量載荷都小於“全球鷹”。不過，這並不說明該機是一種“全球鷹”低性能版的折衷，相反，國內還有另一種更大型的無人機用於執行類似於“全球鷹”的任務。“翔龍”則是定位於“捕食者”和“全球鷹”之間的一種無人機。

菱形聯翼

“翔龍”沒有採用目前高空長航時無人機最流行的傳統大展弦比單翼設計，而是採用了一個新穎的菱形聯翼結構設計。聯翼氣動布局出現在70年代初，NASA曾經製造過小型的聯翼技術驗證機，對這種新穎的氣動布局進行測試。聯翼概念主要是將機翼後掠，尾翼前掠，兩者通過垂直安定面或者直接剛性連線，連線點可以在機翼的中段，也可以在機翼的端點。菱形聯翼的設計主要是機翼後掠角和尾翼前掠角保持一致。聯翼機氣動布局是一種適合高亞音速下使用的高升阻比、高結構效益先進氣動布局，其最大特點是具有特別高的自然姿態恢復能力和良好的氣動靜安定特性。高姿態恢復能力主要來源於這種布局的前後翼良好乾擾，因為尾翼要前掠與機翼相連，而且連線點比較靠外，尾翼比正常布局的飛機要大很多，而且距離機翼近，受到機翼下洗氣流影響較大。下洗流能夠降低尾翼的真實氣流迎角，因此，當前面的機翼上仰到失速迎角時，尾翼在下洗流的影響下還處於正常升力狀態；機翼失速失去升力以後，尾翼的升力還是正常的，這就給飛機一個強烈的自然低頭恢復力矩，讓其迅速恢復正常飛行姿態。由於尾翼前掠，其迎角失速範圍本身就比後掠翼的前翼寬，疊加下洗流的作用，飛機飛行大迎角自然恢復角度相當寬，很難進入失速狀態。以上這些優點對於簡化飛機控制系統設計有著不可估量的作用。

翔龍無人機示意圖

升阻比高

聯翼布局還有一個好處——升阻比高。“全球鷹”採用簡單的高展弦比平直機翼，依靠超過36的超大展弦比來換取高升阻比。但平直機翼不適應高亞音速飛行，“全球鷹”的飛行速度只能達到650公里/時左右。我們知道高空的空氣稀薄，19000米高度的空氣密度只有海平面的8.4%，要飛得高要么提高速度，要么增大機翼面積、減小翼載荷。聯翼布局的翼面積比單純的正常布局要大，翼載荷輕。此外，聯翼布局特別是菱形聯翼布局的機翼都會採用後掠翼。機翼後掠可以減小高亞音速時的波阻，因此可以飛得更快，飛得快也就意味著可以用更小的機翼和更高的翼載荷。小的機翼和高翼載荷都能大大減小飛機阻力，或者說同樣的機翼和翼載荷可以飛得更高。聯翼布局的升力係數比普通平直機翼低，但因為相互干擾可以減小誘導阻力，聯翼布局的實際阻力係數也很低，總的升阻比還是相當高的，非常適合高空高速長航時的飛行任務需求。此外，聯翼布局還有一些控制上的特殊能力，比如可以很方便的實現直接力控制，這個特性對於偵察機還是比較有用的。飛機可以在不改變姿態的情況下對飛行軌跡進行控制，有利於減小執行偵察任務時因姿態變化引起的圖像中斷等干擾。聯翼布局的優點還有一個非常重要的方面，就是在結構上的天然優勢——傳統機翼都是採用梁式承力，這種結構特別是對於大展弦比機翼來說材料彈性所導致的飛機機翼變形都會影響實際飛行性能。“全球鷹”依靠實力超群的材料技術和工藝獲得一副超高展弦比機翼，在以最大載荷從地面起飛時，機翼向上彎曲的幅度可達1.5米以上。而聯翼布局前後翼相連的巧妙設計讓傳統機翼的受力結構發生了巨大改變，抗扭翼盒的結構因為兩個具有相當大高差的翼相連而變成了一種閉合的具有大厚度的結構支撐框架，這讓機翼的剛性和彈性控制要求大為降低。同時，由於受力結構更加合理和穩定，它可以讓飛機結構重量大大減輕，對於提高高空飛行能力和飛行時間都有很重要的意義。

獨特優點

“翔龍”的設計還有很多獨特的閃光點，比如考慮到需要快速拆卸並將所有組件都裝在一個可被運8/C-130空運的包裝箱內。同時，要能夠在只有兩到三個人的情況下，飛機只需要30分鐘就能被裝配到可以使用的狀態。因此，飛機一些結構間的尺度設計就有特殊的限制要求。“翔龍”機體長度為14.9米，翼展25米，機翼可以通過快速螺栓拆卸，翼根專門增加了強度和加長了弦長，有利於分散集中的力載荷。拆下的機翼長度約12.3米，可以並列在機身兩側固定，尾翼在尾部專門設計了凸台，也通過快速埋頭螺栓固定。前後機翼相連的固定點在全翼展70%左右位置，通過一個小的垂直安定面使用螺栓固定在機翼上。這個位置充分考慮了聯翼布局的氣動效率和飛機機翼的承力結構效應。垂尾可以單獨拆下，整架飛機可以被裝進一個寬度不超過2米的包裝箱，使用戰術運輸機進行運輸。未來有可能將前機身獨立設計，也可以快速拆卸。前機身主要是電子艙段，獨立包裝和運輸有利於電子設備的養護，同時也可以形成模組化前機身，可以互換搭配。機翼組件和動力組件也有可能形成模組化設計，允許通過更換更大的機翼獲得更高的飛行高度，或者更大的動力組件獲得更大的飛行重量和有效載荷。

“翔龍”最大的特點在於採用了連線翼氣動布局。從氣動性能來看，相對於傳統的長航時飛機所使用的大展弦比機翼，連線翼布局擁有重量輕、剛度大、誘導阻力小、升力係數高等優點。在氣動等效的情況下，連線翼布局結構重量比常規布局輕1/10到1/5，翼尖的垂直方向變形僅為常規布局的一半。此外，該型機還採用了“全球鷹”沒有使用的翼梢小翼，這通常也有助於降低巡航阻力，減少油耗，提高航時。

美媒關注

2013年1月14日，美國《防務新聞》周刊網站官方部落格刊發溫德爾-明尼克的文章稱，中國翔龍（Soar Dragon）無人機再次現身，對這款無人機予以極大關注。

文章稱，就像霧中一個若隱若現的幽靈，4張新的翔龍無人機照片霧中現出真身，照片展現出這款高空無人機新的細節。根據2010年珠海航展上收集到的數據，翔龍無人機的主要任務是情報、監視和偵察（ISR）以及通信中繼。

翔龍無人機參考數據：

全長	14.3米
翼展	25米
機高	5.4米
正常起飛重量	7.5噸
任務載荷	650千克
巡航高度	1.8萬米
巡航速度	750千米/小時
航程	7000千米

世界著名高空無人偵察機美軍RQ-4全球鷹參考數據：

長度	13.5米
翼展	35.4米
機高	4.6米
最大載荷	10.4噸
發動機	一台AE3007H發動機，推力31.4Kn(7,050lbf)
最高速度	650千米/小時
實用升限	2萬米
續航時間	34小時

俄媒關注

據俄羅斯軍事評論網2011年10月18日報導，從各方面情況來看，中國大型無人偵察機HQ-4“翔龍”可能將要開始進行大規模飛行試驗，此事對中國空軍的重要性不言而喻。畢竟它是類似美國RQ-4“全球鷹”的高空戰略無人偵察機，能實時監視整個亞太地區，將來還可能會為被稱作“航母殺手”的國產反艦彈道飛彈提供目標引導。
俄媒稱，中國“翔龍”無人機與美國“全球鷹”類似，而後者不久前還被視為世界上獨一無二的能夠洲際飛行執行長時間監視任務的高空戰略無人偵察機。視頻資料表明，在四川成都某航空基地內進行首次試飛之前，中國“翔龍”無人機已經完全做好了各種準備。與美國“全球鷹”不同，中國“翔龍”無人機使用罕見的改進型連翼布局，充分結合了前掠翼和後掠翼的優點。這種創造性的機翼結構能夠大幅降低“翔龍”的尺寸指標。“翔龍”配備一台噴氣式發動機，位於機身上部，在此方面與“全球鷹”機類似。“翔龍”無人機起飛重量7.5噸，最大有效載荷650千克，巡航速度可達到750公里/小時，航程7000公里，能在2萬米的高空長時間飛行，可實時監視整個太平洋沿岸地區。
俄媒稱，如果成功啟用“翔龍”無人機，那么中國將會成為世界上第二個能在廣袤空域進行無人戰略情報偵察的國家，可實時監視遙遠的目標，從而獲得較大的戰略和軍事優勢。雖然中國“翔龍”受到自身技術性能的限制，不能執行全球規模的戰略偵察任務，但是這種新型無人機可以對幅員廣闊的太平洋沿岸和亞洲地區進行偵察和監視。另外，“翔龍”還有填補中國正在研製中的新型反艦彈道飛彈引導系統漏洞的潛力。這種反艦彈道飛彈用於反擊敵方航母戰鬥群，被稱為“航母殺手”。

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中國“翔龍”無人機“成世界焦點

翔龍”重型無人機 “全球鷹”不同的是，“翔龍”在氣動布局上採用了新穎的菱形聯翼設計，也就是將前後翼連線成一個菱形框架。這種結構的在穩定性、抗墜毀能力和抗顫振方面均較為出色，而且還可減小飛行阻力，增加無人機的航程。這是世界上絕無僅有的，也是中國無人機一大特色。 “翔龍”重型無人機機身的上後部安裝有一台噴氣發動機，這一布局與 “全球鷹”類似。據專家們估計，該機的起飛重量約7.5噸，可搭載多達650千克的有效載荷，巡航速度最高為750千米/小時，最大航程7000千米，升限20千米，具備對整個太平洋沿岸實施偵察的能力。
如果“翔龍”重型無人機能順利投入使用，中國將成為繼美國之後第二個能夠使用無人機執行戰略偵察行動的國家。除此之外，憑藉著“翔龍”帶來的巨大偵測能力和對遠程目標的實時監視能力，中國將會獲得顯著的戰略和軍事優勢。雖然“翔龍”的技術特性還不足以使其執行全球規模的偵察任務，但卻能大幅度擴展中國對太平洋和亞洲地區的監測能力。

“翔龍”可以被用來監視國外航母，為“東風-21D”作戰提供引導。專家表示，這種戰術理論上可行，但戰時很難這樣做。實際上，在和平時期，“翔龍”的一個重要作用確實是在有關海域搜尋、發現以及長時間監視包括航母在內的大型水面目標。這就為“東風-21D”提供目標指示奠定了基礎。而“東風-21D”攻擊移動的大型水面目標很可能需要中繼制導。因為在其飛行過程中，水上目標同樣實施機動，由於飛彈飛行距離過遠，如果不進行坐標修正，當它按照發射時設定的目標坐標再入大氣層時，恐怕目標就已經逃之夭夭了。所以要對目標進行實時監控，並嚮導彈傳送修正指令。“翔龍”本身具有實時監視能力，理論上該無人機安裝相關設備後能夠完成對飛彈的指令傳送任務。