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《今日美国》6月16日报道,到今年9月前,将有240名无人机操纵员从航校毕业,多于同期毕业的214名有人机飞行员,这是美国历史上无人机操纵员毕业生首次超过有人机飞行员。而就在10天前,美国国防部长罗伯特·盖茨公布新一财年国防预算,“猛禽”战斗机和C-17运输机生产被叫停,未来救援直升机项目取消,下一代轰炸机计划推迟,但用于无人机开发和采购的钱一分也没少。
如果你想知道未来的战斗机会是什么样子,不妨回想一下2005年的美国大片《绝密飞行》。片中那架代号EDI的无人战斗机集隐身、超音速避航;超机动、垂直起降及高智能于一身,可谓十八般武艺样样精通的超级全能战机。现在看起来这样的战机或许过于“火星”,但在这个科学近乎无所不能得时代,谁敢说未来不会出现EDI机群横行天空的图景。
作战型无人机算得上近年来最炙手可热的军事话题。然而研制无人作战飞机却并非什么高级创意,早在1914年英国人研制世界上第一种人机的时候就打算研制一种无人机的时候就打算研制一种无人轰炸机,并在1971年进行了两次不成功的试飞,这可以算是现代无人作战飞机的雏形。到上世纪末,无人作战飞机的发展出现了飞跃,技术日趋成熟,并在战场上经受了战火的初步检验。不久的将来无人作战飞机取代有人机的前景几乎已经没有人怀疑。
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与传统有人作战飞机相比,无人作战飞机有着前者无法比拟的巨大优势。
首先,无人作战没有飞行员,作战人员无需进入危险空城执行任务。其次,飞行员现在已经成为阻碍战机性能提高的主要障碍。对设计师而言,研制一种先进有人作战飞机实际上是在“委屈”飞机,因为依照现在的技术,飞机的性能表现可以很轻松地突破人的生生理承受极限,如果可以不考虑飞行员,战斗机的过载系数可达20G,机动性的提高将是几何级的。第三,无人作战飞机无需配备生命维持装置,大大改变了飞机结构,节省了飞机重量和成本。第四,无人作战飞机不必配备为飞行员准备的显示器等人机交互界面,航电系统得以大幅简化。
鉴于无人机有着诸多优点,进入新世纪以来,在航空发达国家掀起了一股研制无人作战飞机的热潮,这些项目的出现为人们勾勒出了未来制空权争夺的轨迹。
从“捕食者”到“复仇者”
“捕食者”可以算作当今最被人熟知的无人作战飞机,虽然是半路出家,但这个半成品很可能开启了一个时代。
“捕食者”是美国通用原子航空系统公司应美国国防部空中侦察机“蒂尔”II+项目要求研制的中空长航时战术无人机。1994年1月7日,美国海军与通用原子公司签约,责成后者在30个月内生产10架无人机和3个地面站。1994年7月“捕食者”首次试飞,后于1996年演示与E-8“联合星。间的人机交互功能。1996年9月和1997年8月,美国空军组建了第11和第15侦察中队,专门使用“捕食者”。美军于1997年正式授予“捕食者”RQ-1A的军用编号。
“捕食者”机身是在通用原子早先研制的“蚊蚋”750基础上放大而成,最大起飞重量1020公斤,动力装置为一台78.3千瓦的四缸活塞发动机,驱动两叶变距螺旋桨,最大平飞速度可达204公里/小时,升限792米,作战半径3704公里,最大续航时间40小时。“捕食者”配备了昼间彩色摄像机、“天球”光电/红外侦察设备、AN-/ZPQ-1型TESARA成孔径雷达,ggr全天候侦察能力。
“捕食者”在入役的1995年被部署到巴尔干地区,参加了北约在波黑的军事行动。此后,“捕食者”又参加了科索沃战争、阿富汗战争及伊拉克战争等多次军事行动,为美军提供了大量极有价值的情报。当然,真正为“捕食者”扬名的不是侦察机型,而是在其基础上研制的作战型。
1995年6月2日,美军一架F-16战斗机在波黑上空执行作战任务时被塞族武装击落,飞行员虽获救,但该事件当时被美国媒体大肆炒作,令政府和军方承受了很大压力。美军从此开始将发展无人作战飞机正式提上议事日程。机体空间大、续航能力强、作战半径大的“捕食者”很自然被美军看中。科索沃战争期间,美军就将红外与激光跟踪/瞄准系统装在一架“捕食者”身上。该机曾在战争前期间为A-10攻击机指示目标。科索沃战争中的初步使用促使美军进而将火力也整合到“捕食者”身上,使其获得自主攻击能力。2001年1月,当时被称为RQ-1A“捕食者B”的无人作战飞机开始接受测试。这些测试证明“捕食者”完全具备了对地面目标发动精确打击的能力。
无人作战型“捕食者”刚一问世就赶上了“9.11事件”,“捕食者”很快便在阿富汗的反恐战场上找到了用武之地,执行了大量对地攻击任务,其中最为著名的一次当属2001年10月18日,“捕食者”用两枚“海尔法”导弹袭击塔利班领袖奥马尔的车队,奥马尔本人逃过一劫,但其家人被全部炸死。
由于“捕食者A”在实战中暴露出不少问题,其中最为突出的是飞机体形小,发动机动力弱,只能携带两枚“海尔法”导弹,攻击力稍显不足;体形较大的改进型“捕食者B”逐渐成为了战场上的主力,“捕食者B”换装了霍尼韦尔公司研制的TPE-331涡桨发动机,能挂载6枚导弹,载弹量整整提高了3倍。为便于区分,美国空军于2006年9月12日正式将“捕食者B”命名为MQ-9“死神”。由于作战能力大为提升,“死神”在阿富汗和伊拉克相当活跃,是两地美军非常倚重的装备。近几年像《变形金刚》和《钢铁侠》几部对阿富汗战场有所反映的好莱坞电影中也都能看到“死神”的身影。
“捕食者”和“死神”虽然在战场上表现不俗,但它们毕竟都是螺旋桨动力飞机,性能上仍难以让美军满足。研制“捕食者”的喷气动力型很自然被提出。2009年4月,通用原子公司正式对外公布了“捕食者C”,也就是“复仇者”的部分细节。“复仇者”的外形变化相当大,不仅体积加大、改用了涡扇发动机,更采用了后掠翼和V字形尾翼(“捕食者”和“死神”为倒V形尾翼),外形为隐身做了垒面优化,整体外貌与“全球鹰”颇为相似。“复仇者”采用了内置弹仓设计,可以携带JDAM炸弹或3000磅侦察设备,以一台普一惠加拿大公司的PW-545B发动机作动力,巡航速度约400节左右。目前“复仇者”已经完成首飞,估计不久后也将出现在阿富汗天空。
X-47B终结有人战斗机?
像“捕食者”这样的非专业无人战机对于美国空中力量来说只能是一型辅助装备,但即将出场的X-47B则完全有可能让“猛禽”成为美国最后一款有人主力战斗机。
2003年4月美国国防部发起了“联合无人作战飞机系统”(J-UCAS)项目,试图研制一种能同时满足海空要求的无人作战飞机。招标开始后,波音和诺思罗普一格鲁曼分别拿出了X-45和X-47方案。此后,由于未被列入2007财年预算,J-UCAS被迫在2006年下马。接着美国海军自行提出了海军“无人作战飞机 系统”(N-UCAS)。这次波音和诺一格在先前设计基础上推出了X-45N和X-47B。2007年8月1日,美国海军宣布X-47B在竞标中获胜,赢得为期6年、价值6,36亿美元的合同。
2008年12月16日,X-47B首架原型机(AV-1)在加州的诺一格帕姆戴尔工厂下线。为实现全向隐身性能,X-47B沿用了当年X-47A“飞马座”的整体布局,但在海洋服役的环境要比陆地恶劣得多,不仅温差大,而且存在很强的盐碱腐蚀问题,对机体材料和隐身涂料的研制提出了巨大挑战。诺一格在X-47B设计过程中应用了公司在无人机领域多年研究积累下的经验技术,在很多领域树立了新的标杆。
为节约航母甲板和机库宝贵的空间,X-47B的机翼外翼段可向上折起,这样一来,现有航母的升降机可以同时运载3架X-47B,这是“超级大黄蜂”和“闪电”II所做不到的。X-47B没有安装垂尾,滚转和偏航控制依靠机翼外侧上表面的扰流板实现。
除了超儿的隐身能力,X-47B还具有超长的留空时间。诺一格表示,X-47B可以深入敌方领空1603公里盘旋10小时,对有人作战飞机而言,如此深入敌境肯定是没有能力再进行盘旋了,必须返航加油。无人机则不存在制约有人飞机行动能力的飞行员生理极限问题,也不用担心飞行员被击落丧生或破俘。有人作战飞机单次任务持续时间上限为10小时,而X-47B有能力在战场上空徘徊50~100小时。虽然目前无人机连续飞行50小时后就必须接受例行检查,但只需增加滑油携带量,再对飞机稍作改进,就能轻松地实现更长的滞空时间。
自主作战能力是X-47B的一个突破,以往的无人机严格说只能算是高级遥控飞机。而X-47B只是起降由航母控制,整个飞行作战任务基本全部由飞机自主进行。操纵人员在必要时才会干预飞行,因此他们也无需像现在“捕食者”操纵员那样接受严格的“驾驶”训练。
X-47B在今年3~5月已经接受了地面结构静力测试。6月开始发动机启动和地面滑行测试。现已转入爱德华兹空军基地,准备进行全面飞行测试。按照计划X-47B在爱德华兹进行近一年的飞行包线拓展测试后,将在美国马里兰州的帕休森河海军航空站进行航母适应性测试,此后将于2011年11月在“哈里·杜鲁门”号航母上完成首次自主着舰。
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欧洲加入未来无人空战
法国牵头“神经元”当德法士兵在阿寓汗战场上看到美军无人作战飞机的表现时,眼馋是肯定的了,高傲的法国人很快就做出了实质性回应。2003年,达索公司正式启动于“神经元”项目,与以往许多欧洲防务项目一样,“神经元”这次也采用了国际合作模式。除了担当领头羊的法国外,目前瑞典、意大利、希腊和瑞士等国也都参与其中。
“神经元”计划的目标是研制一种高度隐身的无人作战飞机,在为其验证机制定的技术路线图12项预研项目中,有6项都与低可探测性有关,包括由达索公司负责的3个关键项目一外形设计、传感器孔径以及发动机进气口和涵道。意大利阿莱尼亚公司则负责传感器窗口和武器舱门设计,瑞典萨伯公司负责起落架舱门和排气管组件设计。“神经元”的气动外形与X-47B如出一辙,都是飞翼布局,机翼前缘后掠50度,为降低红外信号特征,发动机尾喷流设计为从上、下遮蔽板之间排出,下遮蔽板有冷却装置。动力系统将采用英国罗一罗公司和法国透博梅卡公司联合研制的阿杜尔Mk-951发动机,与英国BAE系统公司研制的“塔拉尼斯”无人战斗机相同。今年1月和2月Mk-951完成了试验,其中一些还加装了全尺寸喷管,以验证了冷却系统的效率,试验结果非常理想。
“神经元”技术验证机将先在法国进行5个月的基本飞行试验,然后在伊斯特尔测试中心使用空中和地面传感器,对验证机进行隐身评估。法国武器装备局(DGA)表示,从“神经元”项目得到的技术和研制成果都将作为法国国防部研制未来无人作战飞机的基础。该项目设计定案已在今年4月通过了审查,这意味着飞机的外形设计已经冻结,一些部件开始生产,整架飞机预计2011年第一季度下线,首飞预计于2012年3月进行,整个飞行试验可能将为时18个月。
法国武器装备局表示,将在今年底或明年初出台法国未来空中作战能力路线图,同时将会启动一系列推进无人作战飞机发展的关键研究,这些研究工作安排在2011年完成,目的是为研制“神经元”以后的新一代无人作战飞机铺平道路。同时,无人作战飞机还将成为法国空军“未来作战空中系统”(FCAS)的一部分,从2030年开始至少部分取代达索公司的“阵风”有人驾驶战斗机。
英国“渡鸦”英国BAE系统公司在2005~2006年2月先后公布了三种无人机细节。其中最引人注目的是两款隐身无hgL,它们体现了BAE在这一领域十多年来的研究成果。认识到无人机在未来的重要性后,BAE于2006年2月组建了自动系统和未来能力(航空)分部,专门负责无人机研制。
“渡鸦”是无人作战飞机的缩比验证机,它采用了当前隐身无人机流行的气动布局,飞机姿态由外侧机翼上下表面的扰流片控制。该型机采用了静不稳定设计,需要使用双余度电传飞控系统。“渡鸦”共制造两架,先后于2003年12月和2004年11月首飞,现在已经完成100多次飞行。为避公众耳目,试飞一直在澳大利亚南澳大利亚州的伍默拉靶场进行。“渡鸦”的测试结果被直接回馈到英国国防部,供上世纪90年代启动的“未来进攻性空中系统”(FOAS)研制部门参考。2005年,FOAS被“战略无人机试验机”(SUAVE)项目取代,目的是研究无人机在打击任务中所发挥的作用。“渡鸦”在新项目中的重要性是不言而喻的,如果试飞取得成功,英国将着手制造全尺寸无人作战飞机验证机。
瑞典人的突破 瑞典几十年来研制的一系列先进战机令世人对这个北欧小国刮目相看。而在无人作战飞机领域,瑞典人也很早就有所动作,现在萨博公司是“神经元”项目重要参与伙伴之一,它为该项目研制的两种验证机都很有特点。
1998年,萨博公司开始在瑞典国家航空工程研究项目(NFFP)名义下与多家企业、研究机构及大学合作开发无人机。1998年4~6月,萨博、爱立信及其他机构共同参与了NFFP272项目,先后提出了9个无人机方案。经进一步筛选后从中选出一个最佳方案,其代号为“瑞典高级航空研究结构”(sHARC),这是一种具备低可探测特征的无人作战飞机,采用了内置弹舱。1999年SHARC模型在国防发展局下属的风洞中接受了测试。
SHARC验证机于2001年开工制造。但其算不上严格意义上的隐身飞机,只是为隐身做了大幅优化。2002年2月11日,SHARc在一个秘密地点完成首飞。目前该型机共制造了4架。前两架(BT-001和BT-002)是无线电遥控飞机,配备了可收放式起落架,主要用于气动测试和无人 机操纵员训练。两机背部装一根探测管,向上突起的进气口装在机尾上方。后两架(BS-001和BS-002)起落架改为固定式,机鼻前端装一根长长的空速管,机鼻上方装有一个GPs天线,发动机进气口埋装在机尾。
SHARC起初的试飞依靠地面遥控完成,但在验证了气动设计和操纵品质后,飞机逐渐被赋予更多的自主权。第二轮测试中,SHARC实现了中段飞行的自动化。到了第三轮试飞,GPS和雷达高度表被整合进飞控系统。2004年明25日,SHARC从瑞典北部的维德塞尔起飞,在无人干预情况下成功完成首次全程自主飞行。这次全自动飞行标志着瑞典无人机研制取得重大突破,为日后进一步研究扫清了道路。
在证实了无人机的自主飞行能力和安全性后,萨博把注意力放到隐身技术上。应用隐身技术一方面是为了提高无人机的生存能力,另—方面也是为了免去携带自卫系统的必要性,从而大幅降低飞机成本。顺便提一句,瑞典早在上世纪70年代就开始研究低可探测技术。
萨博隐身无人机代号为FILUR(创新低可探测性无人飞行研究)。8000万瑞典克朗的研制经费主要由防务器材委员会提供。FILUR是隐身无人作战飞机的缩比验证机,总重约55公斤,采用了当今隐身无人作战飞机惯用的飞翼布局,外部涂抹吸波材料,背部结构是碳纤维塑料,飞行控制由机翼后缘的开裂式气动控制面负责。装在背部的进气口为具有2.26千牛推力的奥林帕斯210N发动机提供空气,发动机产生的喷射气流经尾部平坦的条状喷口喷出。机尾装有两片可拆卸垂尾。地面测试和计算机模拟表明,飞机无需垂尾也能安全飞行,但为保险起见,FILUR在初期试飞过程中仍保留了垂尾。
为降低新飞机的试飞风险,萨博先制作了一个气动缩比模型在2004年进行了试飞。地面雷达反射面积测试也在2004年末展开,结果非常令人满意。2005年10月10日,FILuR(FLR-01)在北极附近的维德塞尔实现首飞。首飞只维持了10分钟,但已经向工程师们提供了足以了解飞行品质的数据。试飞后于2006年恢复,直接进入主要测试项目,目的是测试隐身能力。除雷达信号测试外,FILUR还要与瑞典的防空系统进行模拟对抗,以检验它们应对隐身飞机的能力。
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虽然FILUR使用了在SHARC上得到验证的电传飞控系统,但首次试飞中的FILUR只是一架遥控飞机,“飞行员”利用机载电视摄像头传回的视频画面控制飞机。随后的试飞中,FILUR的飞行自主权不断增加,最后将向SHARC一样完成全程自动飞行。
前景飘摇的俄罗斯“鳐鱼”
继2007年莫斯科航展上以全尺寸模型方式公开露面后,2008年12月8日,俄罗斯米格设计局在茹科夫斯基向媒体首次展出了“鳐鱼”无人作战验证机。米格公司当时声称,“鳐鱼”将于2009年8月投产,将俄罗斯引入无人作战飞机时代。
“鳐鱼”的外形酷似迷你版B-2,采用了无尾飞翼布局,机体结构大部分使用复合材料。飞机的气动控制面接缝处、起落架舱门和其他舱门就处于几条平行线上,以减小雷达反射截面积。“鳐鱼”的动力系统为RD-5000B型涡扇发动机,喷射气流从扁平喷口喷射,减小了飞机红外信号。其在实验第一阶段使用轴对称喷管,机腹设置了两个长4.4米,宽0.65米的内置弹舱,各可挂载一枚空地导弹或一枚250~500公斤制导炸弹。根据米格公布的数据,“鳐鱼”无人机重10吨,载弹量2吨,最大飞行速度达到0.8马赫,实用升限超过1.2万米,航程4000公里。
虽然米格方面对“鳐鱼”的前景表示乐观,但不容忽视的是目前“鳐鱼”仅仅是个验证机,还得待俄罗斯军方对未来飞机的需求确定后,才有可能进一步发展。目前苏霍伊公司已经展示了情报、监视及侦察无人机的几种设计方案,可以肯定该公司同时也在开展无人作战飞机的设计工作。自苏联解体以来,米格一直备受俄罗斯军、政两界的冷落,重要项目纷纷落到老对手苏霍伊手中,这次无人作战飞机方面的果断出手本来是米格避对手锋芒、押宝未来以图东山再起的契机,但如果苏霍伊加入竞争,未来俄罗斯无人战机研制的主导权归属恐怕就很难说了。
革命前夜
在军事需求的牵引下和技术发展的推动下,无人作战飞机已经进入高速发展时期。未来的无人作战飞机将具备更强的智能,当前的无人机在执行任务时仍需依靠地面全程控制,未来的无人机将更加“聪明”,能权衡战场状况,自行做出正确判断,无需地面干预。从本质上讲,未来无人战机属于高智能作战机器人。随着整个系统的不断完善,原先由有人机承担的任务将越来越多转交给无人机。不过,考虑到人工智能在科学上的巨大挑战与复杂性,短时间内,无人机应该尚不具备完全取代有人机的能力,在未来很长一段时间内,空中战争将呈现有人机和无人机配合作战。但从长远看,“人”的作用似乎在变得越来越小。
无需怀疑,作战无人机的应用已经成为不可逆转的趋势,它必将为未来战争带来一场革命,而现在正处在革命的前夜。
如果你想知道未来的战斗机会是什么样子,不妨回想一下2005年的美国大片《绝密飞行》。片中那架代号EDI的无人战斗机集隐身、超音速避航;超机动、垂直起降及高智能于一身,可谓十八般武艺样样精通的超级全能战机。现在看起来这样的战机或许过于“火星”,但在这个科学近乎无所不能得时代,谁敢说未来不会出现EDI机群横行天空的图景。
作战型无人机算得上近年来最炙手可热的军事话题。然而研制无人作战飞机却并非什么高级创意,早在1914年英国人研制世界上第一种人机的时候就打算研制一种无人机的时候就打算研制一种无人轰炸机,并在1971年进行了两次不成功的试飞,这可以算是现代无人作战飞机的雏形。到上世纪末,无人作战飞机的发展出现了飞跃,技术日趋成熟,并在战场上经受了战火的初步检验。不久的将来无人作战飞机取代有人机的前景几乎已经没有人怀疑。
![](https://www.soolun.com/img/pic.php?url=http://img.resource.qikan.cn/qkimages/jssj/jssj200910/jssj20091005-1-l.jpg)
与传统有人作战飞机相比,无人作战飞机有着前者无法比拟的巨大优势。
首先,无人作战没有飞行员,作战人员无需进入危险空城执行任务。其次,飞行员现在已经成为阻碍战机性能提高的主要障碍。对设计师而言,研制一种先进有人作战飞机实际上是在“委屈”飞机,因为依照现在的技术,飞机的性能表现可以很轻松地突破人的生生理承受极限,如果可以不考虑飞行员,战斗机的过载系数可达20G,机动性的提高将是几何级的。第三,无人作战飞机无需配备生命维持装置,大大改变了飞机结构,节省了飞机重量和成本。第四,无人作战飞机不必配备为飞行员准备的显示器等人机交互界面,航电系统得以大幅简化。
鉴于无人机有着诸多优点,进入新世纪以来,在航空发达国家掀起了一股研制无人作战飞机的热潮,这些项目的出现为人们勾勒出了未来制空权争夺的轨迹。
从“捕食者”到“复仇者”
“捕食者”可以算作当今最被人熟知的无人作战飞机,虽然是半路出家,但这个半成品很可能开启了一个时代。
“捕食者”是美国通用原子航空系统公司应美国国防部空中侦察机“蒂尔”II+项目要求研制的中空长航时战术无人机。1994年1月7日,美国海军与通用原子公司签约,责成后者在30个月内生产10架无人机和3个地面站。1994年7月“捕食者”首次试飞,后于1996年演示与E-8“联合星。间的人机交互功能。1996年9月和1997年8月,美国空军组建了第11和第15侦察中队,专门使用“捕食者”。美军于1997年正式授予“捕食者”RQ-1A的军用编号。
“捕食者”机身是在通用原子早先研制的“蚊蚋”750基础上放大而成,最大起飞重量1020公斤,动力装置为一台78.3千瓦的四缸活塞发动机,驱动两叶变距螺旋桨,最大平飞速度可达204公里/小时,升限792米,作战半径3704公里,最大续航时间40小时。“捕食者”配备了昼间彩色摄像机、“天球”光电/红外侦察设备、AN-/ZPQ-1型TESARA成孔径雷达,ggr全天候侦察能力。
“捕食者”在入役的1995年被部署到巴尔干地区,参加了北约在波黑的军事行动。此后,“捕食者”又参加了科索沃战争、阿富汗战争及伊拉克战争等多次军事行动,为美军提供了大量极有价值的情报。当然,真正为“捕食者”扬名的不是侦察机型,而是在其基础上研制的作战型。
1995年6月2日,美军一架F-16战斗机在波黑上空执行作战任务时被塞族武装击落,飞行员虽获救,但该事件当时被美国媒体大肆炒作,令政府和军方承受了很大压力。美军从此开始将发展无人作战飞机正式提上议事日程。机体空间大、续航能力强、作战半径大的“捕食者”很自然被美军看中。科索沃战争期间,美军就将红外与激光跟踪/瞄准系统装在一架“捕食者”身上。该机曾在战争前期间为A-10攻击机指示目标。科索沃战争中的初步使用促使美军进而将火力也整合到“捕食者”身上,使其获得自主攻击能力。2001年1月,当时被称为RQ-1A“捕食者B”的无人作战飞机开始接受测试。这些测试证明“捕食者”完全具备了对地面目标发动精确打击的能力。
无人作战型“捕食者”刚一问世就赶上了“9.11事件”,“捕食者”很快便在阿富汗的反恐战场上找到了用武之地,执行了大量对地攻击任务,其中最为著名的一次当属2001年10月18日,“捕食者”用两枚“海尔法”导弹袭击塔利班领袖奥马尔的车队,奥马尔本人逃过一劫,但其家人被全部炸死。
由于“捕食者A”在实战中暴露出不少问题,其中最为突出的是飞机体形小,发动机动力弱,只能携带两枚“海尔法”导弹,攻击力稍显不足;体形较大的改进型“捕食者B”逐渐成为了战场上的主力,“捕食者B”换装了霍尼韦尔公司研制的TPE-331涡桨发动机,能挂载6枚导弹,载弹量整整提高了3倍。为便于区分,美国空军于2006年9月12日正式将“捕食者B”命名为MQ-9“死神”。由于作战能力大为提升,“死神”在阿富汗和伊拉克相当活跃,是两地美军非常倚重的装备。近几年像《变形金刚》和《钢铁侠》几部对阿富汗战场有所反映的好莱坞电影中也都能看到“死神”的身影。
“捕食者”和“死神”虽然在战场上表现不俗,但它们毕竟都是螺旋桨动力飞机,性能上仍难以让美军满足。研制“捕食者”的喷气动力型很自然被提出。2009年4月,通用原子公司正式对外公布了“捕食者C”,也就是“复仇者”的部分细节。“复仇者”的外形变化相当大,不仅体积加大、改用了涡扇发动机,更采用了后掠翼和V字形尾翼(“捕食者”和“死神”为倒V形尾翼),外形为隐身做了垒面优化,整体外貌与“全球鹰”颇为相似。“复仇者”采用了内置弹仓设计,可以携带JDAM炸弹或3000磅侦察设备,以一台普一惠加拿大公司的PW-545B发动机作动力,巡航速度约400节左右。目前“复仇者”已经完成首飞,估计不久后也将出现在阿富汗天空。
X-47B终结有人战斗机?
像“捕食者”这样的非专业无人战机对于美国空中力量来说只能是一型辅助装备,但即将出场的X-47B则完全有可能让“猛禽”成为美国最后一款有人主力战斗机。
2003年4月美国国防部发起了“联合无人作战飞机系统”(J-UCAS)项目,试图研制一种能同时满足海空要求的无人作战飞机。招标开始后,波音和诺思罗普一格鲁曼分别拿出了X-45和X-47方案。此后,由于未被列入2007财年预算,J-UCAS被迫在2006年下马。接着美国海军自行提出了海军“无人作战飞机 系统”(N-UCAS)。这次波音和诺一格在先前设计基础上推出了X-45N和X-47B。2007年8月1日,美国海军宣布X-47B在竞标中获胜,赢得为期6年、价值6,36亿美元的合同。
2008年12月16日,X-47B首架原型机(AV-1)在加州的诺一格帕姆戴尔工厂下线。为实现全向隐身性能,X-47B沿用了当年X-47A“飞马座”的整体布局,但在海洋服役的环境要比陆地恶劣得多,不仅温差大,而且存在很强的盐碱腐蚀问题,对机体材料和隐身涂料的研制提出了巨大挑战。诺一格在X-47B设计过程中应用了公司在无人机领域多年研究积累下的经验技术,在很多领域树立了新的标杆。
为节约航母甲板和机库宝贵的空间,X-47B的机翼外翼段可向上折起,这样一来,现有航母的升降机可以同时运载3架X-47B,这是“超级大黄蜂”和“闪电”II所做不到的。X-47B没有安装垂尾,滚转和偏航控制依靠机翼外侧上表面的扰流板实现。
除了超儿的隐身能力,X-47B还具有超长的留空时间。诺一格表示,X-47B可以深入敌方领空1603公里盘旋10小时,对有人作战飞机而言,如此深入敌境肯定是没有能力再进行盘旋了,必须返航加油。无人机则不存在制约有人飞机行动能力的飞行员生理极限问题,也不用担心飞行员被击落丧生或破俘。有人作战飞机单次任务持续时间上限为10小时,而X-47B有能力在战场上空徘徊50~100小时。虽然目前无人机连续飞行50小时后就必须接受例行检查,但只需增加滑油携带量,再对飞机稍作改进,就能轻松地实现更长的滞空时间。
自主作战能力是X-47B的一个突破,以往的无人机严格说只能算是高级遥控飞机。而X-47B只是起降由航母控制,整个飞行作战任务基本全部由飞机自主进行。操纵人员在必要时才会干预飞行,因此他们也无需像现在“捕食者”操纵员那样接受严格的“驾驶”训练。
X-47B在今年3~5月已经接受了地面结构静力测试。6月开始发动机启动和地面滑行测试。现已转入爱德华兹空军基地,准备进行全面飞行测试。按照计划X-47B在爱德华兹进行近一年的飞行包线拓展测试后,将在美国马里兰州的帕休森河海军航空站进行航母适应性测试,此后将于2011年11月在“哈里·杜鲁门”号航母上完成首次自主着舰。
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欧洲加入未来无人空战
法国牵头“神经元”当德法士兵在阿寓汗战场上看到美军无人作战飞机的表现时,眼馋是肯定的了,高傲的法国人很快就做出了实质性回应。2003年,达索公司正式启动于“神经元”项目,与以往许多欧洲防务项目一样,“神经元”这次也采用了国际合作模式。除了担当领头羊的法国外,目前瑞典、意大利、希腊和瑞士等国也都参与其中。
“神经元”计划的目标是研制一种高度隐身的无人作战飞机,在为其验证机制定的技术路线图12项预研项目中,有6项都与低可探测性有关,包括由达索公司负责的3个关键项目一外形设计、传感器孔径以及发动机进气口和涵道。意大利阿莱尼亚公司则负责传感器窗口和武器舱门设计,瑞典萨伯公司负责起落架舱门和排气管组件设计。“神经元”的气动外形与X-47B如出一辙,都是飞翼布局,机翼前缘后掠50度,为降低红外信号特征,发动机尾喷流设计为从上、下遮蔽板之间排出,下遮蔽板有冷却装置。动力系统将采用英国罗一罗公司和法国透博梅卡公司联合研制的阿杜尔Mk-951发动机,与英国BAE系统公司研制的“塔拉尼斯”无人战斗机相同。今年1月和2月Mk-951完成了试验,其中一些还加装了全尺寸喷管,以验证了冷却系统的效率,试验结果非常理想。
“神经元”技术验证机将先在法国进行5个月的基本飞行试验,然后在伊斯特尔测试中心使用空中和地面传感器,对验证机进行隐身评估。法国武器装备局(DGA)表示,从“神经元”项目得到的技术和研制成果都将作为法国国防部研制未来无人作战飞机的基础。该项目设计定案已在今年4月通过了审查,这意味着飞机的外形设计已经冻结,一些部件开始生产,整架飞机预计2011年第一季度下线,首飞预计于2012年3月进行,整个飞行试验可能将为时18个月。
法国武器装备局表示,将在今年底或明年初出台法国未来空中作战能力路线图,同时将会启动一系列推进无人作战飞机发展的关键研究,这些研究工作安排在2011年完成,目的是为研制“神经元”以后的新一代无人作战飞机铺平道路。同时,无人作战飞机还将成为法国空军“未来作战空中系统”(FCAS)的一部分,从2030年开始至少部分取代达索公司的“阵风”有人驾驶战斗机。
英国“渡鸦”英国BAE系统公司在2005~2006年2月先后公布了三种无人机细节。其中最引人注目的是两款隐身无hgL,它们体现了BAE在这一领域十多年来的研究成果。认识到无人机在未来的重要性后,BAE于2006年2月组建了自动系统和未来能力(航空)分部,专门负责无人机研制。
“渡鸦”是无人作战飞机的缩比验证机,它采用了当前隐身无人机流行的气动布局,飞机姿态由外侧机翼上下表面的扰流片控制。该型机采用了静不稳定设计,需要使用双余度电传飞控系统。“渡鸦”共制造两架,先后于2003年12月和2004年11月首飞,现在已经完成100多次飞行。为避公众耳目,试飞一直在澳大利亚南澳大利亚州的伍默拉靶场进行。“渡鸦”的测试结果被直接回馈到英国国防部,供上世纪90年代启动的“未来进攻性空中系统”(FOAS)研制部门参考。2005年,FOAS被“战略无人机试验机”(SUAVE)项目取代,目的是研究无人机在打击任务中所发挥的作用。“渡鸦”在新项目中的重要性是不言而喻的,如果试飞取得成功,英国将着手制造全尺寸无人作战飞机验证机。
瑞典人的突破 瑞典几十年来研制的一系列先进战机令世人对这个北欧小国刮目相看。而在无人作战飞机领域,瑞典人也很早就有所动作,现在萨博公司是“神经元”项目重要参与伙伴之一,它为该项目研制的两种验证机都很有特点。
1998年,萨博公司开始在瑞典国家航空工程研究项目(NFFP)名义下与多家企业、研究机构及大学合作开发无人机。1998年4~6月,萨博、爱立信及其他机构共同参与了NFFP272项目,先后提出了9个无人机方案。经进一步筛选后从中选出一个最佳方案,其代号为“瑞典高级航空研究结构”(sHARC),这是一种具备低可探测特征的无人作战飞机,采用了内置弹舱。1999年SHARC模型在国防发展局下属的风洞中接受了测试。
SHARC验证机于2001年开工制造。但其算不上严格意义上的隐身飞机,只是为隐身做了大幅优化。2002年2月11日,SHARc在一个秘密地点完成首飞。目前该型机共制造了4架。前两架(BT-001和BT-002)是无线电遥控飞机,配备了可收放式起落架,主要用于气动测试和无人 机操纵员训练。两机背部装一根探测管,向上突起的进气口装在机尾上方。后两架(BS-001和BS-002)起落架改为固定式,机鼻前端装一根长长的空速管,机鼻上方装有一个GPs天线,发动机进气口埋装在机尾。
SHARC起初的试飞依靠地面遥控完成,但在验证了气动设计和操纵品质后,飞机逐渐被赋予更多的自主权。第二轮测试中,SHARC实现了中段飞行的自动化。到了第三轮试飞,GPS和雷达高度表被整合进飞控系统。2004年明25日,SHARC从瑞典北部的维德塞尔起飞,在无人干预情况下成功完成首次全程自主飞行。这次全自动飞行标志着瑞典无人机研制取得重大突破,为日后进一步研究扫清了道路。
在证实了无人机的自主飞行能力和安全性后,萨博把注意力放到隐身技术上。应用隐身技术一方面是为了提高无人机的生存能力,另—方面也是为了免去携带自卫系统的必要性,从而大幅降低飞机成本。顺便提一句,瑞典早在上世纪70年代就开始研究低可探测技术。
萨博隐身无人机代号为FILUR(创新低可探测性无人飞行研究)。8000万瑞典克朗的研制经费主要由防务器材委员会提供。FILUR是隐身无人作战飞机的缩比验证机,总重约55公斤,采用了当今隐身无人作战飞机惯用的飞翼布局,外部涂抹吸波材料,背部结构是碳纤维塑料,飞行控制由机翼后缘的开裂式气动控制面负责。装在背部的进气口为具有2.26千牛推力的奥林帕斯210N发动机提供空气,发动机产生的喷射气流经尾部平坦的条状喷口喷出。机尾装有两片可拆卸垂尾。地面测试和计算机模拟表明,飞机无需垂尾也能安全飞行,但为保险起见,FILUR在初期试飞过程中仍保留了垂尾。
为降低新飞机的试飞风险,萨博先制作了一个气动缩比模型在2004年进行了试飞。地面雷达反射面积测试也在2004年末展开,结果非常令人满意。2005年10月10日,FILuR(FLR-01)在北极附近的维德塞尔实现首飞。首飞只维持了10分钟,但已经向工程师们提供了足以了解飞行品质的数据。试飞后于2006年恢复,直接进入主要测试项目,目的是测试隐身能力。除雷达信号测试外,FILUR还要与瑞典的防空系统进行模拟对抗,以检验它们应对隐身飞机的能力。
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虽然FILUR使用了在SHARC上得到验证的电传飞控系统,但首次试飞中的FILUR只是一架遥控飞机,“飞行员”利用机载电视摄像头传回的视频画面控制飞机。随后的试飞中,FILUR的飞行自主权不断增加,最后将向SHARC一样完成全程自动飞行。
前景飘摇的俄罗斯“鳐鱼”
继2007年莫斯科航展上以全尺寸模型方式公开露面后,2008年12月8日,俄罗斯米格设计局在茹科夫斯基向媒体首次展出了“鳐鱼”无人作战验证机。米格公司当时声称,“鳐鱼”将于2009年8月投产,将俄罗斯引入无人作战飞机时代。
“鳐鱼”的外形酷似迷你版B-2,采用了无尾飞翼布局,机体结构大部分使用复合材料。飞机的气动控制面接缝处、起落架舱门和其他舱门就处于几条平行线上,以减小雷达反射截面积。“鳐鱼”的动力系统为RD-5000B型涡扇发动机,喷射气流从扁平喷口喷射,减小了飞机红外信号。其在实验第一阶段使用轴对称喷管,机腹设置了两个长4.4米,宽0.65米的内置弹舱,各可挂载一枚空地导弹或一枚250~500公斤制导炸弹。根据米格公布的数据,“鳐鱼”无人机重10吨,载弹量2吨,最大飞行速度达到0.8马赫,实用升限超过1.2万米,航程4000公里。
虽然米格方面对“鳐鱼”的前景表示乐观,但不容忽视的是目前“鳐鱼”仅仅是个验证机,还得待俄罗斯军方对未来飞机的需求确定后,才有可能进一步发展。目前苏霍伊公司已经展示了情报、监视及侦察无人机的几种设计方案,可以肯定该公司同时也在开展无人作战飞机的设计工作。自苏联解体以来,米格一直备受俄罗斯军、政两界的冷落,重要项目纷纷落到老对手苏霍伊手中,这次无人作战飞机方面的果断出手本来是米格避对手锋芒、押宝未来以图东山再起的契机,但如果苏霍伊加入竞争,未来俄罗斯无人战机研制的主导权归属恐怕就很难说了。
革命前夜
在军事需求的牵引下和技术发展的推动下,无人作战飞机已经进入高速发展时期。未来的无人作战飞机将具备更强的智能,当前的无人机在执行任务时仍需依靠地面全程控制,未来的无人机将更加“聪明”,能权衡战场状况,自行做出正确判断,无需地面干预。从本质上讲,未来无人战机属于高智能作战机器人。随着整个系统的不断完善,原先由有人机承担的任务将越来越多转交给无人机。不过,考虑到人工智能在科学上的巨大挑战与复杂性,短时间内,无人机应该尚不具备完全取代有人机的能力,在未来很长一段时间内,空中战争将呈现有人机和无人机配合作战。但从长远看,“人”的作用似乎在变得越来越小。
无需怀疑,作战无人机的应用已经成为不可逆转的趋势,它必将为未来战争带来一场革命,而现在正处在革命的前夜。