浮出水面 德国首次揭示“梭鱼”验证机

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  作为欧洲重要的航宇公司之一,EADS公司在今年5月初突然公布了“梭鱼”(Barrakuda)技术验证机成功首飞的消息,紧接着就在5月16日开幕的第八届柏林国际航展上现场展出,成为最引人注目的焦点。
  
  潜心摸索
  
  “梭鱼”验证机的问世在很大程度上是德国空军寻求发展下一代武器系统的阶段性成果。早在20世纪80年代后期,德国有关部门就开始探索第五代空战系统的潜在需求和概念,以便着手研究未来作战飞机所需的各项技术。90年代初,当英国提出了“未来攻击飞机”(FOA)计划后,德国空军在原有的各种作战飞机概念基础上,很快提出了“未来机载武器系统”(FAWS)计划,并开始关注有人驾驶飞机与无人攻击机组成全新模式的混合攻击力量的可行性。
  与此同时,EADS公司军用航空系统分部与德国其它宇航公司合作,为德国空军发展新一代作战飞机的相关技术,提出了MAKO战斗/教练机计划,并参与了美国X-31 VECTOR验证机的研制工作。这些研究首先用于满足改进发展“台风”战斗机的技术需求,并初步着手设计一种无人驾驶飞行器,主要用于执行未来的空中侦察任务。
  由于防务经费的限制,德国国防部在发展新型无人机时更多地考虑到成本问题,因此重点要求研制一种能够完成监视、电子战和对地攻击等多种任务的无人驾驶平台。在德国政府的资金支持下,德国国防部和EADS公司决定首先联合研制一种无人驾驶验证机,并将其命名为“梭鱼”。
  2002年的柏林航展上,EADS公司首次展出了一架无人机模型,表明有关研制工作已经初步启动。然而,尽管EADS公司曾经公布过“梭鱼”无人机的作战想像图,但这个项目在实施过程中一直处在高度保密的状态。直到今年1月26日,一张“梭鱼”验证机的图片率先出现在互联网,于是引发了各种推测和估计,但EADS公司对此仍然避而不谈。
  据国外媒体证实,当时“梭鱼”验证机在慕尼黑市附近的曼兴分部正式出厂,德国空军参谋长克劳斯皮特·斯泰格利特兹将军出席了出厂仪式。然而,该机的垂尾上印有德国和西班牙的国旗,初步透露出这是一个两国联合研制的项目,甚至有消息称瑞士也参与了。两个多月后,“梭鱼”验证机完成了高速滑行试验的消息不胫而走。
  2006年4月2日清晨,EADS公司的试验队伍已经在西班牙San Javier基地的停机坪上开始着手“梭鱼”验证机的飞行准备工作。随着旭日初升,“梭鱼”验证机按照预先设定的程序,自动起动了发动机,然后开始加速,大约在跑道上滑行了800米之后,起落架离开地面,飞向空中。大约20分钟后,该机降低高度返回,并以厘米级的精度着陆在跑道中心线上。首飞成功标志着第一个阶段试验的圆满结束,表明EADS公司军用航空系统分部已经在无人机研制方面取得了技术突破。
  
  模块结构
  
  随着“梭鱼”验证机在柏林航展上公开亮相,外界对其总体构型和细节设计有了更加全面的了解和认识。据设计人员介绍,该机长8米,翼展超过7米,最大起飞重量3吨,这在欧洲其它主要航宇公司已经先后首飞的无人驾驶验证机中,尺寸和重量都是最大的,自主控制技术更加先进。与此前的想像图相比,“梭鱼”验证机在机翼、机体、尾翼等方面都出现了显著变化,重点考虑了隐身性能。
  “梭鱼”验证机放弃了原来的无平尾设计,较为稳妥地采用了常规气动布局,这明显不同于美国的X-45A、X-47A和英国的“渡鸦”等无人验证机,在气动稳定性控制方面相对简单,不会因过多设计问题而拖延发展进度。
  机翼采用后掠角大约35°的大展弦比后掠翼,并取消了设想中的切尖设计。值得注意的是,机翼内段后缘采用了前掠设计,主体是非对称的大面积襟副翼。这一设计不仅明显增大了机翼面积,确保飞行时获得较大升力,而且通过差动偏转可以有效控制滚转,通过同步下偏可以显著改善起飞和降落能力。同时,为了提高操纵效能,在两侧襟副翼前缘的机翼部位上,分别均布有三个涡流发生器。
  机身设计成为独木舟外形。从正面看,机身可分为上下两个部分,光滑过渡后相连接,形成从前至后的棱线,这明显是出于减小雷达反射截面积的考虑。从侧面看,前机身段类似于巡航导弹的外形,中机身开始隆起,设计有机身背部进气道。它采用一个相对较大的进气口,以满足发动机空气流量的需要,同时唇口前掠以适应大迎角飞行。
  平尾前、后缘分别与机翼前、后缘相平行,从而保持无人机的雷达反射截面积较低。该机保留了最初的垂尾布局设计,V形倾斜双垂尾上装有全长方向舵。
  此前,有关“梭鱼”验证机的动力装置众说纷纭,推测可能采用的发动机有斯奈克玛/透博梅卡公司的“拉扎克”发动机、罗罗公司/透博梅卡公司的“阿杜尔”发动机和威廉姆斯公司的F124发动机。据EADS公司介绍,该机采用了一台普惠公司加拿大分公司生产的JTl5D-5C型涡扇发动机,推力超过14千牛。
  “梭鱼”验证机在结构上的一个重要特点是采用了模块化结构。机翼、平尾、垂尾可以根据需要拆卸,便于维护和运输。同时,随着研制工作的进展,还可以更换不同形状的气动翼面,从而满足不同作战任务的需要。
  “梭鱼”验证机完全采用碳纤维复合材料,利用奥格斯堡工厂发明的一项新型专利制造。机翼也采用碳纤维复合材料制造,由Getafe工厂负责生产。该机直接利用了S.211飞机的起落架和前轮操纵装置,仍旧采用液压系统。此外,襟副翼、平尾和方向舵等操纵机构中大量采用了电子机械作动器,代替了常规飞机上的液压部件,有效地减轻了重量,因此可以称作是一架“多电飞机”。
  
  在其它方面,研制和综合一种三余度飞行控制系统和导航部件。出于研制进度和制造成本的考虑,EADS公司在“梭鱼”验证机上广泛采用了许多经过改进的现有技术,甚至基本系统尽可能地使用一些商业成品部件。
  
  螺旋发展
  
  EADS公司军用航空系统分部在“梭鱼”项目发展中采用了螺旋渐进方式。目前,第一阶段试验已经结束,表明该机完全满足了故障自动保护、无人机与地面站之间的非干扰的数据传输、以及可靠的飞行制导与控制等几个关键性技术要求。EADS公司军用航空系统分部在柏林航展期间透露,计划在第三季度实施“梭鱼”验证机在有限空域内的试飞任务,其后将会制造更多的验证机来承担其它各种先进技术的试验。
  “梭鱼”验证机不仅将试验超视距数据链技术,还计划发展空对地传感器集成技术,并将进一步发展成为一种武器综合平台,通过内部武器舱来验证对地攻击技术。作为用户友好的技术平台,该机的航空电子系统采用开放的和模块化的结构,可以集成大量传感器,用来试验各种类型的载荷。
  目前计划,这些传感器将包括光电与红外传感器、激光目标指示器、合成孔径雷达(SAR)系统和发射器定位系统(KLS),后者由可以分辨出各种电磁信号的探测器组成的。这些传感器安装在机身中部的载荷舱内,按照多传感器原理进行综合。
  在此基础上,“梭鱼”验证机还将承担更多的前沿工作,用于鉴定UAV在管制空间内的自主飞行,研制可以从监视预定区域自主地转换到侦察任务的“智能UAV”。据称,EADS公司还考虑在“梭鱼”验证机上加装推力矢量喷管,以扩大UCAV飞行包线。
  如果发展顺利,EADS公司计划进一步发展出分别承担侦察和攻击任务的两种不同型号。考虑到相关技术的发展程度,该公司估计,侦察型无人机在2015年左右就可以投入使用,而攻击型无人机最早可能在2020年以后才能具备初始作战能力。
  目前,德国空军在“未来机载武器系统”(FAWS)发展计划中,已经考虑将“梭鱼”项目作为其中一个组成部分。然而,“梭鱼”验证机还处在无人驾驶平台试飞阶段,未来能否投入生产还取决于多方面因素。
  除了技术因素外,“梭鱼”验证机面临的最大挑战是欧洲六国共同实施的“神经元”计划。今年2月,“神经元”无人战斗机研制计划已经正式启动,西班牙的EADS-CASA公司参与其中,将制造机翼,并负责研制地面控制站和数据链。由于CASA公司也参与了“梭鱼”验证机项目,因此有关推测认为,EADS公司军用飞机公司有可能会在不久的将来,在某个阶段中加入到“神经元”计划中。
  EADS公司表示,既使“梭鱼”验证机不能按照预期投入批生产,它仍将促使公司积累有关开发下一代无人机成熟产品的基本经验。特别强调的是,通过制造和试飞这种验证机,EADS军用航空系统公司可以按照北约最新标准的网络中心战概念,在无人驾驶战斗机与其它有人作战飞机和空战系统之间的互相协同、并实现自主作战能力方面,获得前所未有的实践经验。
  由此可见,无论未来结果如何,“梭鱼”验证机都将帮助欧洲航空航天工业在一些重要的未来技术领域继续扮演一个全球竞争者的角色。
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