暗劍超機動有望碾壓殲20，中國要制定全球無人戰鬥機標準？

原標題：暗劍超機動有望碾壓殲20，中國要制定全球無人戰鬥機標準？

△亮相的「暗劍」無人機全尺寸模型

近日，12年前首度現身的「暗劍」無人機，如今以全尺寸模型照片重新回到人們的視野，顯示背後仍有發展動作仍在進行。「暗劍」最早是在2006年珠海航展上公開小尺寸模型，展板介紹其特性為「具有超音速、超高機動能力與低可探測性，主要用於未來對空作戰」。

值得注意的是，「暗劍」的氣動外形與國外無人機有著極大差異，這顯示中國的飛機設計已經走上了自己的軌道。那麼「暗劍」為何與眾不同呢？今天，北國防務就來說說這事。

△「暗劍」無人機最早於2006年珠海航展亮相，當時說明為一種具有超音速、超高機動性與隱身性能的對空用無人機

自從智能控制技術讓無人機實用以來，無人機就成為各國空軍的「明日之星」。其主要優點其實來自於三項人類飛行員的缺點：

重量：飛機為了搭載飛行員升空，除了要騰出座艙空間讓飛行員可以工作外，還得提供生命維護設施、顯示設備、控制設備等等才可以讓人類飛行員工作，如果省略人類，就可以省去這些設施的重量與阻力。例如，有些雙座戰機/攻擊機就會藉由省略后座飛行員，塞入油箱來拓展航程。飛行時間：人類由於生理與心理的限制，工作時間不能無限制加長，限制了有人飛機的航程與滯空時間，如果省略飛行員自然可以在油料耗盡前持續飛行。機動性：即便受過訓練的飛行員，在抗G飛行服的協助下，也無法承受9G以上的機動。如果省略飛行員，以現代結構技術可以製造出20G以上的機體，其機動性就會超越任何有人戰機。

現今的軍用無人機大多是利用上述的第一或第二點來發揮優勢。至於第三點的機動性，早期美國空軍研究無人戰機時，曾經構想過一種可以超過人類極限進行機動的無人機，除了用來空戰外，也能用來規避防空導彈。不過，後來發展的無人機卻都改用隱身性進行突防，這種「超高機動」的無人機構想就被西方束之高閣。

△「暗劍」無人機(上)將進氣道設於下方，且有垂直尾翼與腹鰭。強調隱身的X-45A無人機(下)則將進氣道設於上方，並取消所有尾翼

例如美國空軍資助的X-45計劃就是隱身無人攻擊機的典型例子，後來也成為歐洲與俄羅斯參考的範本。而「暗劍」機與X-45的設計就有很大的差別：首先，隱身無人機大多會將進氣道置於上部，原因是地面防空雷達會由斜下方往上照射，機背進氣道能利用機身阻隔雷達波，降低進氣道的吸波要求。

然而，有人戰機卻寧可付出雷達截面積的代價將進氣道置於下方或側方，原因是機背進氣道在高攻角容易吃進機身產生的亂流，限制了飛機機動的攻角。而「暗劍」採用的機腹進氣道則能用前機身整流，降低氣流攻角，顯示其重視高攻角的機動性。

其次，隱身無人機多半會省略尾翼，原因是尾翼的前後緣都會對法線方向散射雷達波，而省略尾翼的隱身效果比任何吸波材料都好。「暗劍」機不但有2片大型垂直尾翼，還有2片腹鰭，表示它對橫向穩定性有很高的要求，通常也是為了在高攻角或超音速狀態維持穩定。

△「暗劍」無人機(上)的前翼似乎是伸縮型式，伸出後可能無法改變傾角，與X-36(下)的全動前翼不同

美國其實也有一些無人機強調機動性，例如波音與NASA合作的X-36。不過，該飛機的原始計劃其實是要研究無尾翼有人戰機的機動性，因此波音雖然認為前翼對隱身較為不利，但仍加上前翼搭配矢量噴嘴來彌補拆掉垂直尾翼所損失的機動性。而該計劃是因為沒有足夠的預算才以無人機方式進行研究，因此機上仍有「假座艙」來模擬有人機的氣動特性；至於其實驗目的其實是研究那特殊的矢量噴嘴，而不是發揚無人機的機動性。

△F-14的翼套小翼在伸出後可將升力中心略為拉前，降低超音速的穩定性

「暗劍」無人機也有前翼，不過從模型上觀察，其前翼似乎是以旋轉方式伸縮的，似乎不能再上下轉動進行氣動控制。這種伸縮前翼也曾出現在F-14上，其用意是降低穩定性來提升超音速的機動性。因為F-14的可變翼在超音速可後掠到68度來降低波阻，然而高度後掠角加上超音速的升力中心後移現象，會讓戰機像鉛塊一樣難以轉向機動。此時從翼套伸出的小翼可產生抬頭力矩來減緩升力中心的後移。「暗劍」採用類似的伸縮前翼顯示其對超音速機動性的重視。

△美國的X-24B(左)是高超音速升阻比達到2.5的升力體計劃，美國NASA希望這可延長其從軌道重返的高超音速滑翔距離，與扣掉主翼與前翼的「暗劍」無人機(右)相當類似

那「暗劍」機的速度到底有多高呢？如果扣除前翼與主翼不看，其後掠角約80度三角形邊條翼與機身融合的構型，搭配外傾垂直尾翼相當類似美國的X-24B升力體實驗機。升力體其實就是當前熱議的「高超音速滑翔器」，NASA在上世紀60年代就希望能作為軌道重返載具，能直接降落到跑道上而不是用降落傘迫降。

X-24B是升力體中較高速的版本，可以高超音速飛行較遠的距離，或者做出大半徑轉向，因此也有人認為「暗劍」機可以高超音速飛行。然而，「暗劍」機外加的兩片50度後掠主翼看不出有伸縮機構，則其產生的阻力就很難讓它達到高超音速飛行。

△(1)波音的ExMAN計劃是少數強調機動性的無人機，(2)其構想是利用隱身性與瞬間20G的機動性，可以在空戰中快速轉向而擊落多架敵機，(3)其極速雖僅略微超過1.2馬赫，但利用飛翼構型的高升力可提升高空(黃色區域)的機動能力，(4)但它需要兩台發動機來提供足夠的推重比

從外型上來看，「暗劍」機的大比例三角形邊條翼加上主翼似乎帶來相當大的升力，加上機腹進氣與尾翼的特徵顯示其重視高攻角的穩定性，顯示其的確以「超高機動性」為主要目標。

然而，高機動性仍需要高動力才能支撐。例如，波音也提出過一種超高機動性的ExMAN無人機概念，其構想是利用超越人類極限的瞬間轉彎在空戰中快速斬殺敵機，就能用短程導彈達到高交換比。其50度後掠角與「暗劍」機的主翼相同，但採用飛翼構型可產生20G瞬間機動所需的最大升力。然而，大升力也會帶來大阻力，需要極高規格的發動機才能克服。波音規划了2台發動機，其推力必須相當於F-15的F100發動機，但重量只能有6.5成，才能達到其規劃的航程與機動性，而這種發動機其實還不存在。

對於「暗劍」機也是一樣，從小尺寸模型觀察，其發動機不但只有一台，而且噴嘴相當小，後續可能要換裝大型發動機才能達到超越殲-20、F-22以及蘇-57等最新有人五代機的「超高機動性」。

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