【机设】高空高速的复兴——Rh-172 Chaetura II“尖尾雨燕”全天候截击机(1)设计历程(6)
Rh-172整体气动构型为鸭式三角翼-升力体,双垂尾/双腹鳍。前机身机头两侧有可收放边条,用以协助控制升力中心进行俯仰配平。在超声速飞行时,利用进气道下唇口和机翼外翼段产生的激波加载,借助可下折的翼尖约束,以及两侧突出发动机短舱的类似中央升力体结构,在机腹、翼下和进气道下唇口产生乘波效应,利用压缩升力极大改善飞机的超声速巡航升力特性,使本机拥有高达8的最大超声速升阻比,这足以让本机达到令人瞠目结舌的4,000千米超声速巡航作战半径。事实上,为超声速飞行和机动而极端特化的气动布局让本机在亚声速下的升阻比和作战半径反而明显逊于超声速状态。
Rh-172设计上有一定的隐身特性以提高生存力,但考虑到设计特点,本机在高烈度战场中更主要以速度和电子对抗作为防御手段。隐身仅作为突防时压缩敌方防空系统反应时间的手段,或者——说得更直白一点,“将RCS特征降到至少不那么显眼的程度”。Rh-172的前向RCS仅达到LO(低可探测)水平,略低于1平方米,在不同波段介于0.4-1平方米。但因机翼和鸭翼后掠角非常大,因此前半球范围内可维持相对较好的LO特性,集中波峰在左右60°位置。此外,发动机因超声速巡航的需要而深埋机体内部,从正面无法看到任何发动机部件,加上机体大面积使用复合材料,因此总体来说有一定的LO水平,但设计上并不考虑对隐身能力偏重。此外,虽然雷达特征属于较好水平,但巡航速度和体型决定了本机的红外信号特征将非常明显。加之经常在高空飞行,在晴天下本机将会非常容易被上视红外传感器发现。
因此,一般情况下Rh-172在突防时会选择在云层较多的空域飞行,这样至少云层可阻挡本机的红外信号不被地面传感器发现。此外,在飞行速度不超过1.7马赫时,气动加热驻点温度不会超过30℃,在这种情况下通过燃油再生冷却可以将机体温度进一步压低到20℃水平,因此如果必须要在某种情况下以低红外特征状态突防时,也可以通过降低超声速巡航速度的方式在某种程度上达成。
机身
Rh-172的机身为若干分段交错连接而成的承力蒙皮硬壳式结构,在紧急外场维修时可直接用完好分段模块更换受损部分。一些部位的蒙皮壁板可以整块拆下或是开启以对内部设备进行操作,因此外部维护口盖较少。由于发动机和机身在热力学与气动方面的要求,发动机舱结构较为复杂,对发动机进行拆装相对耗时。机身全长为32.96米,最大横截面积为7.25平方米,大约出现于机身52%长度位置。整个机身的粗略外形为计算机程序根据所设定的机内容积和容积率,并考虑设备布局、机身模块分段和开口,对按设计巡航马赫角适配的等体积当量旋成体进行变形后得到。随后再进行细化设计,包括气动和隐身方面的切面、倒角,以及连续变曲率的局部外形,然后按设计稿制作3D打印实体模型进行风洞和暗室试验,并根据结果反馈进行迭代修正,最终得到整机的机体外形设计。