秘而不宣 英国BAE系统公司潜心研制“渡鸦”验证机

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  先期计划
  
  早在20世纪90年代初,随着“欧洲战斗机”的研制步入正轨,当时的英国BAE公司和国防部联合启动了一项“未来攻击飞机”(FOA)计划,初步考虑研制一种具备纵深攻击能力的新型多用途战斗机,用于替换“狂风”攻击机。在粗略的发展设想中,英国空军依然偏爱双发飞机,机内携载远距攻击武器,重点强调应采用减小雷达反射截面积的技术。
  考虑到在隐身技术领域的差距,英国国防部在1995年初启动了一项高度机密的隐身技术验证机计划,目的是验证FOA计划所需的隐身技术,为研制第三代隐身攻击机实施技术储备。当时,这项计划称为“高敏捷低可观测性”(HA-LO)计划,预计在2000年制造出一架全尺寸技术验证机。BAE公司负责实施这项计划,公司内部将其称为“实验飞机计划Ⅱ”(EAPⅡ),意味着EAP全尺寸验证机计划的后续。
  此前,BAE公司的军用飞机分部已经在位于英格兰北部的沃顿基地投入大量资金,先后建成了全尺寸飞机的雷达截面测试室等有关隐身技术的研究设施,专门从事雷达截面积和红外技术方面的研究,旨在为FOA计划提供技术支持。随着各项研究工作的不断推进,BAE公司在研制隐身测试平台的过程中逐步取得了一些实际经验,其后有关项目的研究重点开始转向研究具有隐身能力的无人战斗机和战术无人机。
  于是,1997年英国国防部对FOA计划内容做了一些相应的调整,并更名为“未来空中攻击系统”(FOAS)计划。尽管只是一字之差,但英国空军的未来装备将不再局限于传统的有人驾驶战斗机,还将考虑无人驾驶作战飞机、空中发射的巡航导弹以及三种飞行器的有机组合。正是基于这一思路的转变,英国国防部先后与英国军用飞机厂商签订了6项合同,着手研究可以满足FOAS纵深打击任务需求的各种途径,其中就包括2个无人机项目。
  1999年,BAE公司开始着手研究低可探测性技术,首先实施了“欧夜鹰”(Nightiar I/II)研究项目,在沃顿基地的雷达截面积(RCS)试验场测试了多种U-CAV外形设计的雷达散射特性,同时还试验了低可探测性无人机的制造工艺和飞控技术。随后,BAE公司还进行了“变色龙”(Chameleon)研究项目。该项目重点研究降低红外信号,力求增强低空突防的无人战斗机和直升机的生存能力,同时也有利于减少中低空侦察无人机的目视特征。
  2005年5月,英国首次对外公布了一项“战略无人机试验”(SUAVE)计划,取代此前的FOAS。据称,国防部早在几年前就已经开始秘密实施SUAVE计划,目的是满足未来对于纵深打击和监视能力的需求,取代英国空军现役的“狂风”GR.4攻击机。这一计划公之于众,不仅表明英国的长期空中力量路线图将建立在UCAV基础之上,还暗示着英国在UCAV技术领域取得了飞速进展。
  
  隐身平台
  
  今年1月,英国国防部公开了“渡鸦”(Raven/Corax)无人驾驶隐身验证机的一些简单情况。Corax为拉丁语,意思与Raven相同,国内媒体在报道时分别赋以“大乌鸦”和“科莱克斯”。之所以会出现两种名称,是因为“渡鸦”在世界上首次采用了模块化设计思想,在设计阶段就充分考虑到一机两型的方案,分别研制了侦察型和攻击型。因此每个型号有不同的名字。两种型号采用了相同的中机身和飞控系统,总体布局借鉴了美国无人机设计特点,强调低可探测性特征,结构上呈现出几个设计特点。
  
  一是采用了翼身融合体布局。整个机身设计成为升力体形状,从前机身的扁菱形截面自然流畅地过渡到后机身的扁平截面,在确保气动性能的前提下,更多地考虑到低可探测性的需要。两种型号在结构上有所不同。攻击型的机身与机翼完全融合一体,类似于波音公司正在研制的X-45C。而侦察型的机身与机翼采用了模块结构,更加类似于洛马公司早期研制的“暗星”无人机。
  二是采用了不同气动性能的机翼。由于重点强调隐身性能,“渡鸦”采用了无尾布局。其中,侦察型采用了大展弦比梯形翼,估计翼展超过9米,可以在高空以较低速度飞行,具有相当长的续航时间;攻击型采用具有较大后掠角的飞翼布局,具有较快的飞行速度,可以利用机体内的全内置弹舱携带对地攻击武器,作为突破防空系统的攻击平台。
  三是采用形式各异的操纵面。“渡鸦”验证机的独到之处在于,设计人员针对两种任务需要,采取了形式和数量都有所不同的操纵面,力求解决可能出现的俯仰和偏航失速。侦察型的机翼前缘装有全翼展襟翼,机翼后缘设计有8个操纵面,机身后部设计有2个操纵面,总共多达12个主动操纵面。相比之下,攻击型尽管在机翼后缘只有4个操纵面,但在机翼上下表面精心设计了可以收放的“嵌入面”,类似B-2轰炸机上裂开的方向舵,可以根据控制指令实现差动,提供偏航力矩。同时,该机在起飞和降落过程中,打开的起落架舱门可以起到垂尾的功能,满足低速飞行时航向稳定性的要求。
  四是采用静不稳定的飞控系统。在“渡鸦”验证机的研制过程中,设计人员面临的巨大技术挑战是,如何有机地耦合控制数量众多的操纵面,唯一途径是借助于数字式电传飞控系统来控制。它采用了一套新型双余度数字式飞行控制系统,目的是通过试飞来研究具有高度静不稳定性的平台如何可靠地实现自主飞行。由此可见,BAE公司在飞行控制系统方面的技术实力非同一般。正因如此,“渡鸦”成为迄今为止欧洲唯一采用无尾布局的无人战斗机技术验证机。
  2003年12月17日,在菜特兄弟首次实现人类动力飞行100周年之际,BAE公司有意选定了这一天来首次试飞“渡鸦”验证机,有意强调其在自身未来战略发展上的重要意义。为了避人耳目,首飞地点选在了澳大利亚的武麦拉试验场,主要用于验证稳定和控制性能。
  借助于在UCAV方面的技术,BAE公司还研制了一种称作“赫提”lA(Her-ti-lA)的中空长航时信息无人机系统,并于2005年8月18日从苏格兰凯姆博镇机场起飞,完成了首次自主飞行测试,飞行高度达到1500米。由此,该无人机成为在英国空域首次进行全自主飞行、获得英国民航管理局(UK CAA)完全认证并没有任何特别隔离要求的UAV。
  “赫提”1A采用大展弦比机翼、V型垂尾和活塞式推进螺旋桨的布局型式,翼展达12.5米,机身采用玻璃纤维制造。据称,该机续航时间在25小时以上,作战半径超过1000千米。它可以将光电探测设备装在机头下方的转塔内,或携带合成孔径雷达,通过机内的图像处理软件来实现自主目标识别(ATR)。
  
  未来发展
  
  随着“渡鸦”验证机的首飞,英国U-CAV正在朝着一个新的阶段发展。2005 年8月,英国国防部正式将SUAVE项目的一份风险降低合同授予BAE公司。据报道,这份合同主要针对无人机的共同需求,重点工作在于发展通信、传感器、飞行控制、自主能力和飞行器管理等多项通用技术,并从事技术综合和系统集成工作。
  2006年注定将成为英国无人战斗机发展历程中的一个里程碑。在“渡鸦”验证机公开后,BAE公司已经将一份研制全尺寸UCAV技术验证机的项目建议书提交给英国国防部。经过评审,英国国防部认为这个研制项目将有助于推动本国UCAV技术发展到一个更加成熟的阶段,并已经初步决定在今年内启动全尺寸技术验证机项目,为UCAV早日问世铺平道路。
  据称,全尺寸UCAV验证机的大小接近于“鹰”高级教练机,候选动力装置为EJ200涡扇发动机的无加力型。它主要采用“渡鸦”验证机的大部分技术,还将利用一些目前仍然高度保密的研究试验成果。由于其中一些关键隐身技术涉及到了F-35战斗机的有关敏感技术,因此无疑还必须与美国进行相关的谈判才能顺利实施。
  为此,英国国防部确定了UCAV的下一步发展策略,首先将利用一架试验机来模拟UCAV的作战使用。目前,英国奎奈蒂克公司已经将一架BAC 1-11喷气式支线客机改装为UCAV试验机,并在今年1月进行了首次检查性试飞,将从2007年开始承担有关试验项目。目前,奎奈蒂克公司正在改装一些主要系统和任务终端,努力实现人在回路控制和自主飞行之间的技术平衡。
  目前,英国国防部仍然倾向于在早期的UCAV中保留人在回路的控制方式,从而保证操纵人员掌握有确认敌方目标和投放武器攻击等关键任务决策方面的权限。操纵人员可以在地面站内进行控制,也能在双座战斗机的后座上发出指令。为此,国防部计划利用“台风”战斗机的改进型用于空中控制,目前正在考虑将一架“狂风”综合航空电子研究机(TIARA)改装为UCAV指挥控制试验平台。
  2006年初,英国政府已经明确表示,“联合战斗机”(JCA)(即F-35战斗机的英国型号)将是英国装备的最后一种有人驾驶战斗机。英国空军希望在2020年左右装备一种UCAV型号,承担起纵深打击和摧毁敌方防空系统的任务。因此,“台风”、JCA和UCAV将成为英国未来空战能力的中坚力量。
  据最新消息,BAE系统公司正在对航空系统业务分部进行调整,其主要研究与发展工作将逐渐集中到UAV/UCAV领域。由此可以看出,英国正在大力发展UCAV技术,自行设计和研制的UCAV正呼之欲出。
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