【军事文摘】详解最新隐身无人战机
无人作战飞机UCAV(Unmanned Combat AerialVehicle)的定义有两个层次的外延,第一个层次泛指所有具备军事用途的无人机,第二个层次则专指能够携带武器系统执行对地攻击或其它作战任务的无人机,这里我们按照第二层次定义,介绍一下本世纪初最新出现的几种隐身无人战机。
早期的无人战机多为螺旋桨推进的大型无人机,典型代表为美国的“捕食者”(Predator)系列A、B型等,以及后来出现的中国“翼龙”、“彩虹”系列。为了满足速度、高度方面的更高要求,以及未来隐身生存、快速部署、灵活反应及智能化作战的新需求,集多种新技术于一身的大型喷气式隐身无人战机应运而生,一个隐身无人战机的时代正在来临。
首先介绍“复仇者”(Avenger)无人机的原因,是因为它是世界上第一款实用型喷气式无人战机,同时又具备一定的隐身能力。该机由通用原子能-航空系统公司研发,于2009年4月4日首飞,2012年12月被美国空军部署在阿富汗执行战场测试飞行任务。有消息称,目前另有一款舰载“海上复仇者”无人机正在筹划中。
“复仇者”无人机又名“捕食者C”无人机,与MQ-1“捕食者”无人机和MQ-9“捕食者B”(又称“死神”)无人机同属一个系列。该机机长12.5米,翼展20米,重约8吨,动力采用一台普惠公司PW545B型涡扇发动机,最大速度740千米/小时,最大升限18300米,续航时间超过20小时。武器舱可以挂载250千克级炸弹,在非隐身任务中可以在翼下挂载1360千克的武器和设备。
“复仇者”无人机采用了大量隐身设计,如机体涂覆隐形涂料,采用V型尾翼、背部进气和“S”形进气道,尾喷口采用扩散冷却设计以降低红外信号。该机除了主动相控阵雷达(AESA)之外,还可装备合成孔径雷达(SAR)和类似F-35战斗机的光电瞄准系统(EOTS),其地面控制系统则与MQ-1“捕食者”和MQ-9“死神”相同。
X-47B无人机
X-47B无人机是目前技术水平和技术成熟度最高的验证性隐身无人战机,由美国诺思罗普-格鲁曼公司研制。
2000年6月,美国国防先进研究项目局(DARPA)授予波音公司和诺思罗普-格鲁曼公司竞争联合无人空中作战系统(J-UCAS)的研发合同,最终诺思罗普-格鲁曼公司的X-47A“飞马座”(Pegasus)胜出。2005年,改进的X-47B无人机正式开始研制,并于2007年举行的海军竞标中再次击败波音公司的X-45C,赢得海军舰载无人战机项目合同。
X-47B无人机原型机于2008年12月完成,2011年完成首次试飞,2013年成功完成了一系列的地面及舰载测试。2013年5月14日,X-47B在布什号(CVN-77)航母上完成了起飞测试;5月17日,完成了首次海上触舰复飞;7月10日,完成了首次自主着舰拦阻降落。X-47B取得的各项试验成果,将直接推动海军下一实用型UCLASS无人战机的研发进展。
X-47B无人机采用无尾飞翼布局,机翼外端后掠角小于前段并且可以折叠,以利上舰操作;机长11.6米,翼展18.9米,最大起飞重量约20.8吨,有效载荷约2吨,动力采用一台普惠公司F100-PW-220U型涡扇发动机,最大速度850千米/小时,实用升限12200米,续航时间约9小时,作战半径2950千米,空中加油续航时间可达100小时。机身下部设置两个内置弹舱,每个弹舱可挂载6枚小直径炸弹(SDB),也可以改装储备额外燃料。
X-45A无人机
X-45A无人机由美国波音公司研制,是美国开发喷气式隐身无人战机的首次尝试,曾被认为是空军无人作战系统的有力竞争者,但在之后参与海军项目的竞争中接连失利,研发进程受挫,几经努力仍无法挽回项目终止的最终结局。
1999年3月,美国国防先进研究项目局授予波音公司研制两架X-45A无人机演示样机的合同,样机于2002年5月22日在爱德华兹空军基地完成首飞,2003年3月完成第一阶段演示验证试验,2004年4月18日,在加利福尼亚中国湖海军空中作战中心靶场进行了世界上第一次无人机投弹试验,在2006年完成的DARPA/空军联合项目中,两架X-45A无人机完成了编队压制敌方防空火力的试验。在与X-47A竞争落败后,波音公司继续开展了改进型X-45C无人机的研制,最终因与X-47B差异不明显而取消。
X-45A无人机采用无尾飞翼布局,借鉴了1996年首飞的 X-36 无人试验机的成果,动力为一台霍尼维尔F124-GA-100涡扇发动机,进气口位于机身上方。该机最大起飞重量6.8 吨,机长8.08 米,翼展10米,空重3600公斤,航程1200千米。X-45A机身下部有两个内置弹舱,其中一个携带试验设备,另一个则挂载一枚450千克JDAM制导炸弹或者6枚113千克小直径炸弹。
法国达索飞机公司自上世纪末就开展了隐身无人战机的研究,为了降低风险并分摊成本,与欧洲航空防务与航天(EADS)公司达成一致合作研制一款多用途无人战机。2003年,达索公司提出向其它欧洲国家开放无人机方案寻求扩大合作,2006年法国牵头与希腊、意大利、西班牙、瑞典和瑞士正式签订项目合同,最终形成了六国联合的“神经元”泛欧先进无人机开发项目。“神经元”(Neuron)一词的首、尾字母“N”代表多国合作的意思,中间4个字母是欧洲的缩写。
“神经元”无人机于2012年12月1日在达索公司试飞基地完成首飞,2013~2014年陆续开展了多种飞行试验。2015年3月9日,达索公司发布了“神经元”无人战机第100次试飞视频,可以看到它进行了挂弹试飞,表明可能已经进入武器测试阶段。该机现仍处于技术验证阶段,实用型原型机可能要在2020年以后才能出现。
“神经元”无人机采用了无尾飞翼布局,像一架缩小的B-2轰炸机,机长约10米,翼展约12.5米,起飞重量约7吨,动力采用M88型涡扇发动机,最大速度0.8马赫,实用升限13000米,续航时间超过3小时。机身下部有两个内置弹舱,载弹量约1000千克,可挂载激光制导炸弹、GPS制导炸弹或“风暴前兆”防区外打击武器。
“雷神”无人机
“雷神”无人战机是英国第一款隐形战斗无人机的原型机,拟于本世纪30年代投入使用。该机以凯尔特传说中的雷电之神Taranis命名,源于英国国防部2005年启动的“无人作战飞行器及战略无人飞行器”项目,目标是瞄准未来10到20年内的空中战场环境,发展一款隐身无人纵深打击平台。
“雷神”无人机项目由英国政府和国防工业出资,由英国航空航天系统公司、罗尔斯-罗伊斯公司、通用公司航空集团和凯奈蒂克公司联合研发。“雷神”无人机样机于2010年问世,研制耗资约3亿美元。英国军方2014年2月5日宣布,其“雷神”无人机已于2013年8月10日在澳大利亚成功完成首次试飞,另外没有提供其他细节。重要机型在首飞半年之后才对外宣布成功,实属罕见。
“雷神”无人机外形与“神经元”相似,同样采用无尾飞翼布局,进气口位于机身上部,机身下部设置两个内置弹舱。该机机长9.94米,翼展11.35米,重量约8吨,动力采用罗尔斯-罗伊斯公司“阿杜尔”(Adour)951型涡扇发动机,最大速度800千米/小时(未经证实的消息称该机可实现超声速飞行),航程超过2000千米,经空中加油续航时间可达30小时。
“梭鱼”无人机
“梭鱼”无人机由欧洲航空防务与航天集团公司(EADS)军用飞机分部研制,德国和西班牙承担主要研制任务,瑞士部分参与。项目于2002年项目正式启动,旨在使其成为德国未来无人作战飞机的主力,甚至替代现有的“狂风”多用途战斗机,执行压制敌方防空系统的任务。
“梭鱼”原型机于2006年4月2日在加拿大成功首飞,但在当年9月23日因软件故障而坠毁,项目因此被迫冻结。2007年项目重启,直到2008年11月,第二架“梭鱼”原型验证机组装完成,并于2009年7月10日再次试飞。
“梭鱼”采用了朴实的气动外形,下单翼、双V尾、翼身融合常规布局,进气道位于机身上方,机身结构和机翼全部采用碳纤维复合材料,不仅减轻了重量,还增加了隐身能力。该机机长8.25米,翼展7.22米,最大起飞重量约3.35吨,动力采用普惠公司的JT15D-5C涡扇发动机,最大速度0.85马赫,实用升限6096米,有效载荷300千克。“梭鱼”首架原型机在机身下部设置了一个内置弹舱,第二架则暂时取消弹舱,而将载荷能力转移到测试、电子和侦察设备上。为防受制于美国,将采用“伽利略”卫星导航系统。
“利剑”无人机
“利剑”验证性无人机由中航工业沈阳飞机设计研究所设计,洪都公司制造。
2013年11月21日下午,“利剑”无人机成功完成了首飞,整个首飞历时近20分钟。这次首飞的成功,标志着中国的大型隐身无人战机自主研发又向前迈进了一大步。
尽管无法得到详细的技术数据,但从网上曝光的图片中我们可以看到,“利剑”无人机气动外形与“神经元”和“雷神”相似,采用了无尾飞翼布局,进气口位于机身上部,据判读其尺寸、重量应与前两者基本相当。
“利剑”无人机动力采用了一台俄罗斯RD-93加力涡扇发动机(与“枭龙”FC-1战斗机相同),不同于其它无人机采用的无加力涡扇发动机,由于尺寸较大,其尾喷口外露于机体后部,引发了对国产发动机研发的诸多诟病。在此我们无需猜测和评判设计师在发动机选取上的原始意图,或许是出于战技指标的考虑,或许只是研发过程中的过渡性措施,相信随着试飞的推进和国产新型发动机的应用,“利剑”无人机必然会做出相应的改进完善。
UCLASS无人机
美国海军正在研制“无人航母弹射起飞空中监视与打击”(UnmannedCarrier-Launched Aerial Surveillance and Strike,UCLASS)无人机,它将是在X-47B验证性无人机项目完成后,利用其技术积累开发的大型舰载无人战机。洛克希德-马丁、波音、诺斯罗普-格鲁曼和通用原子航空系统公司正积极准备竞争UCLASS无人机的最终设计。
2013年12月20日,美国海军表示UCLASS无人机将在2020年之前进入美国海军服役,2014年开始竞标。UCLASS无人机的起飞重量将达到31.8到36.3吨,比X-47B无人机的20吨大得多,尺寸将与F-14舰载重型战斗机相当;最小作战半径约1111千米,能够在航母周边965千米的范围内进行14小时不间断巡逻;通过空中加油,具备约2222千米的作战半径。到2018~2020年形成初始作战能力时,美海军将获得一型可在严酷环境中作战的高性能无人机。
由于对其14小时续航、2222千米持续侦察半径、搭载500千克有效载荷飞行3700千米里等战技指标要求存在争议,UCLASS项目已被推迟至2015年启动。
FCAS无人机
英、法两国不甘于在先进无人战机领域屈居人后,同时又都面临国防预算紧缩的窘况,为了摆脱在有人驾驶四代机研发上的被动局面,加速占据无人机一席之地,两国于2012年签署了“未来空中作战系统”(Future Combat Aerial System,FCAS)的可行性研究项目合作协议。项目由英国航空航天系统公司和法国达索飞机公司实施,为期两年,耗资逾3亿美元。
2014年11月, 英、法两国宣布将联合开展FCAS无人机研发,整个项目计划于2030至2040年完成。项目在两国正在研制的“雷神”和“神经元”无人机的基础上开展工作,预期本世纪20年代初合作完成演示样机的首飞,并有可能在2030年左右推出实用型的FCAS无人机原型机,未来取代“阵风”和“台风”战斗机。
尽管英法的这一项目还只是处于起步阶段,但具有很大象征意义,它标志着欧洲防务合作将在一个全新的领域展开,而不仅仅局限于以往在直升机、飞机或导弹方面的有限合作。由FCAS的设想图隐约可以看到X-47B无人机的影子,从中可以窥见英法在无人机领域追赶美国的迫切心情。
“魔鬼鱼”无人机
俄罗斯作为曾经辉煌一时的航空大国和强国,面对全球隐身无人战机大潮,既不能无动于衷又着实满腹苦衷。俄空军高层看到了无人机时代的来临,在2004年提出发展一种对地攻击无人机作战系统,参与项目竞争的是米格和苏霍伊两家飞机公司。
2007年莫斯科航展上,米格公司首次公开了其隐身无人战机“魔鬼鱼”(Skat)的全尺寸模型。“魔鬼鱼”无人机采用了流行的无尾飞翼布局,进气口位于机身上方,中间用一个垂直隔膜分开以防止雷达波反射,舱口盖细部也采用了锯齿形设计。展示数据显示,该机全长10.25米,翼展11.5米,机高2.7米,最大起飞重量10吨,武器载荷2吨,动力为一台克里莫夫RD-5000B涡扇发动机,最大速度800千米/小时,实用升限12000米,作战半径2000千米,机身下部设两个内置弹舱能够挂载Kh-31大型反舰导弹,“魔鬼鱼”无人机项目在短暂的曝光之后归于沉寂,目前进展情况不得而知。
(本文转载于无人机微信公众号,作者:红猪)
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