“Fire-bat”火蝠高超声速空天无人侦查/攻击平台
“Fire-bat”火蝠高超声速空天无人侦查/攻击平台
一、前言
随着航空技术的不断进步，尤其是人类在吸气式冲压发动机、先进气动布局设计、可重复使用热防护技术领域的不断突破，高超声速飞行已不再是一个遥远的梦想。纵观人类的航空发展史，追求“更高、更快”的飞行目标一直都是航空工程师难以割舍的梦想。然而，强调多用途、高机动、隐身性能的第四代作战飞机的出现似乎模糊了这个目标，与追求“更高、更快”的飞行梦想渐行渐远。然而，四代机以后呢？谁能代表未来作战飞机的发展趋势？无人机？高超声速飞机？
随着无人机及其相关技术的突飞猛进和高超声速技术的不断成熟，以及人类对于临近空间——这个尚未被占领的神秘战场的高度关注，可以想象：集无人驾驶、高超声速飞行、临近空间作战等特征为一身的飞行器，势必成为航空和武器装备领域的重要发展方向。临近空间是指高于普通航空器飞行空间，而低于轨道飞行器运行空间的区域。国际上一般将距地面20-100 千米的空域视为临近空间。其显著特点包括：空气相对稀薄；环境压力低；环境温度变化复杂；臭氧和太阳辐射强；20-40 千米区域平均风速最小。临近空间飞行器的应用前景十分广阔。随着航空航天技术的飞速发展，临近空间特有的战略意义日益凸显，对临近空间的开发和应用正成为各航空航天大国关注的热点。平流层太阳能无人机、平流层飞艇、亚轨道飞行器等都是目前各航空航天发达国家开发临近空间飞行器的重点研究项目。临近空间飞行器在应用上也拥有不同于一般飞机和卫星的独特优点，主要表现在以下几个方面：
（1）飞行高度适中。临近空间飞行器由于飞行高度介于飞机和卫星之间，因此在对地观测分辨率、电子对抗效果等方面优于卫星， 而在通信服务覆盖范围、侦察视场范围等方面优于飞机。
（2）部署速度快、机动能力强。卫星的发射准备周期长、约40 天，机动变轨次数有限；低动态临近空间飞行器结构简单、可大量部署，准备时间往往不超过一天，实时使用性好，威慑作用大。
（3）临近空间飞行器采用全复合材料，没有大尺寸高温作部件，具有低可探测性，而且的飞行高度较高，目前世界上尚缺乏有效对抗临近空间飞行器的武器，
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生存能力强。
（4）临近空间飞行器在战场信息控制和快速远程精确打击等方面具有很强的威慑作用。可实现局部区域快速响应和持久部署。一些低速临近空间飞行器所处区域气流稳定，平均风速较小，可实现红外凝视的监视、侦察。在局部区域的时间分辨率方面，是卫星和飞机所不能比拟的。
（5）载荷能力强，效费比高。临近空间飞行器可作为卫星廉价的替代品，用于中继通信和作为侦测敌人的手段。临近空间飞行器的制造和使用费用远低于卫星。飞行平台的载荷能力大，飞行器可返回，可重复使用，载荷可维修，可更换。 “Fire-bat”火蝠高超声速空天无人侦查/攻击平台正是基于以上分析，并立足于未来20-50年的航空各领域前沿技术的发展，提出的一种关于未来作战飞行器的概念设想。
二、“Fire-bat”火蝠高超声速空天无人侦查/攻击平台的设计思想
一是采用涡扇发动机+超音速燃烧冲压发动机+火箭发动机的组合动力方式，可增大有效载荷。以此方法用来解决目前世界上类似飞机如X37B起飞与着陆问题，在地面上以涡扇发动机或超音速燃烧冲压发动机为动力进行正常飞机的起飞与降落。有资料表明，火箭所带燃料的70%用于前11000米的升空，所以本机由涡扇发动机或超音速燃烧冲压发动机为动力升至25000米左右高空，关闭喷气发动机改由火箭发动机为动力继续飞行进入外太空待命。在有战斗任务时加速至最高速度25Ma俯冲返回地球，这样的动力模式可以大大增加效率以及作战半径，最终可以达到2小时内全球打击。同时，经查询资料，当巡航导弹以4马赫的速度在2．4万米以上的高空高速飞行时，俄SA－10和SA－12防空导弹的拦截概率为0.3,升至6马赫时，拦截概率只有0.01, “Fire-bat”火蝠高超声速空天无人侦查/攻击平台当以25马赫的速度进行突破攻击时几乎不可能遭到防空导弹的拦截的威胁，所以不管是对美斥巨资技术打造的弹道导弹防御系统还是俄罗斯最先进的S400防空系统都构成了灭顶之灾。
二是重复使用，经济高效。“Fire-bat”火蝠高超声速空天无人侦查/攻击平台一般采用水平起降的方式，可重复使用，大大减轻地面勤务的压力，提高安全可靠性，也可大大降低使用成本。
三是采用一体化结构，技术先进。采用防热结构与主体结构一体化设计，不
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但可减轻机身质量，而且能提高热防护系统的可靠性和耐久性，更适应高速飞行的需要。
四是借鉴当下巡航导弹以及洲际弹道导弹的设计，采取了智能可变式机翼，在低速低空时，展开机翼增大升力便于起飞也便于在回收时进行滑翔降落节约能源。在高空时，由火箭发动机提供动力无需太大的机翼只需有可以控制俯仰翻滚调整方向的舵面，同时火箭喷口也可以实现矢量化达到增加高空高超音速下的高机动性，所以此时机翼收起只保留一小部分暴露空气之中做舵面使用。
五是可以在外太空长期待命在有战斗任务时以超过25马赫的速度俯冲回地球进行战斗攻击。
三、“Fire-bat”火蝠高超声速空天无人侦查/攻击平台作战使命和主要对象
1.作战使命：
摧毁敌核攻击力量；夺取制空权，切断敌支援力量；摧毁敌防空和控制指挥系统。 2.主要作战对象：
敌方最重要的目标如核导弹基地、指挥控制基地、后勤仓库以及防空系统等等。 3.如果作为反战略导弹的一环，“Fire-bat”火蝠高超声速空天无人侦查/攻击平台的长处是既可像其他太空拦截武器一样，进入外层太空待命，又具有部署和攻击的更大自主性和灵活性；如果是作为卫星空中发射平台，可以放弃制造和使用原有的发射系统，提高发射地点的灵活性和时间选择的时效性。由于运载火箭发射往往需要提前很长时间进行计划，准备周期较长，而进行小型卫星的快速发射，并组建必要的轨道集群，可以快速获得信息优势。如果能作为对空、对地作战平台，“Fire-bat”火蝠高超声速空天无人侦查/攻击平台的作用则更不可小视。用“Fire-bat”火蝠高超声速空天无人侦查/攻击平台仰射或平射击毁其他航天器，优势显然比从地面或同温层以下空中发射导弹要明显，也比从固定在轨平台发射动能或定向能武器更具技术简便性。用“Fire-bat”火蝠高超声速空天无人侦查/攻击平台进入大气层攻击地面目标，显然也要比普通飞机更具有突然
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性。“Fire-bat”火蝠高超声速空天无人侦查/攻击平台在轨飞行时是不需要消耗燃料的，只是在做变轨飞行和姿态调整时需要消耗很少的燃料，在起飞升空后，它可以用做长时间的空中战斗值勤，这也是现有战机所望尘莫及的。
四、“Fire-bat”火蝠高超声速空天无人侦查/攻击平台的军事商业用途
一作为空间武器发射平台。可携带和发射动能武器、激光武器、微波武器、粒子束武器等，对地面、空中和轨道上的目标进行攻击。
二用作反卫星武器。即利用自身的探测设备搜索敌方卫星，发现目标后机动靠近，或施放电子干扰使其失灵，或发射武器将其摧毁，也可将敌卫星俘获带回地面。
三作为一种新型侦察、监视和预警平台。可携带照相侦察、电子侦察设备对陆、海、空、天目标进行侦察与监视，对导弹发射发出预警；与运行在一定轨道上的侦察卫星相比，更具灵活性和时效性，侦察能力更强。
四发射、维修和回收卫星。可作为航天运载工具，把小型卫星送入预定轨道；可与空间站对接，将物资、实验设备等运送至空间站。
五、技术参数
翼展
全展开 前机翼12.36米 后机翼 25.94米 全收起 前机翼 3.06米 后机翼 5.6米 机长9.8 升限85km 机高5.0m 最大飞行速度M25
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最大起飞重量7.6t 有效载荷重量1.5t
空机重量6.1t巡航高度60km
燃油重量3.5t起飞距离1400m着陆距离 1200米 起飞推重比：3.5 发动机推重比：15.5 火箭发动机单台推力：500t 最大留空时间：241天
六、“Fire-bat”火蝠高超声速空天无人侦查/攻击平台的气动布局
本机采用可变前鸭翼、可变后掠翼的气动布局，当鸭翼与机翼全部最大程度展开式，适于在“大气层内”低速飞行。当机翼全部收起时时飞机变成类似于巡航导弹似的弹体式的布局，以适于在“太空中”高速飞行。
它具有独特的可变式机翼，从而兼顾低速与超高速的不同状态。机翼完全展开时，飞机可以慢速飞行，以便投掷精确武器或跑道上着陆。机翼完全收起时，
整个飞机呈弹体型，有效减少阻力，可使飞机获得很高的马赫数。
使用前鸭翼的好处：
1.有利于减小配平阻力和提高配平能力。 2.有利于对重心进行合理的安排。
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