| 展翅高飞的UCAV 作者:PlaneBoy 时间:2002年7月 |
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美军的目标是将无人驾驶和远程控制技术装备到部队,到2010财年,美军三分之一的纵深打击作战飞机将是无人驾驶飞行器……。——美国《2001财年国防授权法案》 2002年5月22日,波音公司X-45A原型无人作战飞机(UCAV)在位于加州的爱德华兹空军基地完成首次试飞,飞行持续了14分钟。X-45A在这次飞行中最大飞行速度达到了195节,并爬升到了7500英尺的高空。波音公司UCAV(Unmanned Combat Air Vehicle)项目的负责人Rich Alldredge对这次试飞的成功感到异常兴奋,他说:“这次飞行对于整个UCAV项目来说是一个令人愉快的里程碑,我想感谢所有参与该项目的人员。在国防预研局DARPA、空军Air Force、国家航空航天局NASA和波音公司的共同努力下,UCAV计划取得了巨大的成功。”波音公司在JSF计划中失败后,的确需要一次巨大的成功来鼓舞员工的士气。
在第一架X-45A试飞取得重大成功后,第二架X-45A也将在年底之前试飞,同时还要对目前正在设计的增强型X-45B进行试飞,最终将制造2架X-45A和1架X-45B投入试验。为了支持试验,今年10月起将使用一架改进的T-33在爱德华基地进行试验,机上包括X-45的电子系统。起飞后,操作人员能够让电子系统对飞机进行自行控制,模拟X-45的飞行状态。T-33将能使研制人员利用这种仿制的无人作战飞机的飞行轨迹剖面图发现飞行中存在的潜在问题。如果在试验中有任何一架X-45坠毁,将用T-33代替。明年,UCAV将迎来一系列的试飞任务。
美军研制无人驾驶飞机由来已久,从早期的无人机Q-2A,到现在的RQ-4“全球鹰”和RQ-1“捕食者”,而UCAV计划则是划时代的,它将完全代替人去进行极度危险的空中作战,而不是象它的“前辈”那样仅仅从事侦察、照相等方面的工作。在由美国国防预研局下达的空、海军无人攻击机(UCAV)研制计划中,波音公司(Boeing)和诺斯罗普.格鲁门公司(Northrop Grumman)分别成为了UCAV空军型和海军型的主承包商,该计划总共将耗资25.6亿美元。X-45无人作战飞机是由美国国防预研局和美国空军联合提出的一项先期概念演示计划,X-45计划将主要验证无人作战飞机的技术可行性,以应付21世纪的全球突发事件。美国空军希望UCAV可以高效率地执行压制敌方防空力量(Enemy Air Defenses ,SEAD)和对地攻击任务。在X-45概念机的技术比较成熟,并且成本可以承受之后,执行压制敌方防空力量/对地攻击将成为无人作战飞机的首要任务。整个研制计划将持续到2005或2006年,A型机将在最终的试验阶段加以改进。最终要求该无人作战飞机参加一次大型演示,比如每年一次的"绿旗"比赛(大型电子战对抗演习)。此后,将进入工程与制造阶段。
在1997年的时候,无人攻击机(UCAV)在少数高级研究人员眼中还只是一个美丽的幻影,但如今这个先进的设想已步入快速而又稳定的发展实施阶段。目前,波音的第一架UCAV地面验证机已经完成了它的首次飞行,而诺斯罗普·格鲁曼公司主持的海军型UCAV计划也加快了研发速度。波音和格鲁门公司的两种方案都反映了对UCAV计划所应达到的作战功能的一致理解,即压制敌人的防空力量是UCAV的首要任务,并由精确打击来完成任务。而且UCAV的每次打击都应获得最佳的费效比,这是因为UCAV花去了相当一部分有人控制战斗机的研制与生产费用,所以它们不应该仅仅成为高科技的玩具和摆设。 波音的X-45A验证机的外形尺寸与英国航宇公司的"鹰"式教练机相似,机长26.5英尺,翼展33.8英尺,机高3.7而海军型UCAV的外形尺寸则要大许多.UCAV有足够的空间来携带武器,并且能最大可能的完成某些战术战斗机的战斗任务.UCAV还携带有各种传感器,以提供战场的各种情报。近年来在先进计算机的辅助设计下,设计人员对UCAV在面对新的威胁和目标时能够表现出与人类相同的反应有足够的自信.两种UCAV方案都充分利用体积小、无后燃发动机和无驾驶员座舱的优势,在不需要更多先进、敏感材料的条件下,完成历来都保密的设计任务。 2001年4月份的早些时候,第一架X-45A UCAV原型机在位于加州的美国国家航空航天局Dryden飞行研究中心进行了发动机测试。首架UCAV开始的第一批次的飞行试验,验证无尾翼飞行器的空气动力性能以扩展其飞行包线,并使用一台ARC-210无线电设备来验证完全功能下的基本飞行试验数据链。明年UCAV将开始真实任务试验,试验的结果将显示是否真正需要该飞行器,是否UCAV在给它们的使用者不产生与敌人相同多麻烦时,能够顺利地完成军事任务。
X-45A的无尾翼设计借鉴了于1996年首飞成功的X-36无人试验机的设计。两种机型的机翼外形十分相似,如机翼边缘控制面和偏航向矢量排气喷管等。不过两者还是有很大区别的,X-45A要比X-36大许多,而且前者是自动驾驶的,而不是通过遥控来操纵的,但它们还是有许多共同之处,这样做的目的是为了减少X-45A研发时的许多基本设计风险。
虽然两架X-45A在外形上代表了UCAV的生产型,但这其中还是存在一些内部差异。原型机使用了更多的金属(机身只有45%的部分使用了合金,而生产型飞机90%的部分将会使用合金),而且它两个内部弹舱中的一个被电子设备托架所占用。 2002年年底,第二架原型机将和第一架一起参加其后的第二批次初始试验,这些试验将评估UCAV的操作性能。两架飞机将装配由诺斯罗普.格鲁门公司防卫系统部提供的电子监测(ESM)装置,以及人造卫星数据链系统等,这些设备将会在随后一系列不断增多的复杂试验中使用。 指挥和通讯功能,以及使UCAV具备自主智能的工作将是这些试验任务的核心。这也意味着当敌人切断UCAV与基地的联系时,UCAV仍能依靠自己完成任务。UCAV将在极度危险的环境下搜索和锁定移动的萨姆导弹目标,于是合适的秘密行动战术对于UCAV的生存就十分重要。例如,如果电子监测装置探测到了新的威胁,UCAV应能够及时改变进入和离开战区的路线,以确保最小的雷达反射截面积,避免被发现。 电子监测对于正在执行压制敌方防空力量任务中的UCAV来说,是一项十分重要的技术。1990年,一套ESM系统重达700公斤,耗资几千万美元,但它可以实时定位和识别敌方的雷达发射器。而体积小巧的雷达预警接收(RWR)系统仅仅只能够提供大致的方位测量结果。在过去的几年里,美国航空电子工业在制造体积小、成本低的接收器系统方面取得了长足的进步,这些接收器系统为雷达预警接收系统提供了全频段的电子监测能力。 UCAV将使用协作战术来确定和摧毁目标。尽管其电子监测传感器对于提供目标精确位置数据有极强的能力,但多个UCAV将能更加快速地确定目标位置,而且位置会更加精确,如果它们是从不同角度探测目标的话。运行状态中的UCAV将使用一种名为"聚光灯"的合成孔径雷达(SAR)来确定目标,然后由其中的一架UCAV系统锁定目标,最后由飞机上的自动控制机器人投放武器进行攻击。完成这一过程的关键是多个UCAV必须按照由威胁程度确定的时间线来统一行动,确定威胁最大的目标的过程很关键。最新的试验将会让有人控制飞机和UCAV一起行动,以评估UCAV有效保护有人控制飞机的能力。 波音公司已经开始了第三架UCAV原型机X-45B的研制工作,该项研制计划得到了美国国会对整个计划的额外拨款。X-45B在外形上与两架X-45A十分相似,但在内部设计上有许多重大的改进。X-45B要比X-45A更大,作战性能更好,并将大量采用低可探测技术。X-45B更像是一架生产型飞机,并具有较低采购价格和几乎全复合材料机身的特点。 X-45B最早将在2003年的中期加入到整个研制计划中,那时将是UCAV计划的第三阶段,包括三批次的验证试验。这一阶段的工作重点将由验证UCAV的技术可行性向军事作战实际效能方面转变。第三阶段的试验将会更复杂也更具挑战性,并将会在更大范围内验证飞机自动化控制的能力,另外还将减少对极易受到敌方攻击的数据链的依赖。 鉴于反恐战争的迫切需要,最近美国空军已经修正了对波音公司X-45无人作战飞机的性能需求,使电子攻击成为其初始作战能力的一部分。这些性能变化将促使X-45无人作战飞机的Block 10加速取代海军和海军陆战队的EA-6B"徘徊者"电子干扰机。随着日益复杂、先进的防空武器在国际市场的涌现(这些防空武器系统包括俄制"萨姆-10"、"萨姆-12"和"萨姆-20"等导弹,这些老式导弹都已经进行了数字化升级),美国防部开始尝试调整其现代电子攻击能力部署的战略。在这种形势下,美空军的UCAV除了具备初始规划的炸弹投掷能力外,还将利用高功率射频信号干扰敌方雷达、通讯及其它电子信号,这种战略要求美空军采购的第一批12架X-45无人作战飞机主要用来压制敌方的防空系统。加速X-45无人作战飞机计划是波音公司和美国防部会谈的结果,预计2008年这种UCAV将具备初始作战能力。 在波音公司取得巨大进展的同时,诺斯罗普.格鲁门公司也没有闲着,最近他们公布了自己投资研制的一种称为X-47A"飞马"(Pegasus)的UCAV验证机的一些设计和技术细节。
X-47A"飞马"验证机采用了类似风筝的气动布局,其外形更接近于进行秘密行动任务的飞机的理想外形。机翼前缘后掠角55度,后缘前掠角35度,采用单发动机布局,发动机进气口位于机身上方前部。"飞马"的设计特点是有6个操纵表面,2个升降副翼和4个"嵌入面"。"嵌入面"是一种小型的可收式控制表面,用以代替分段方向舵,提供方向安定性。两个位于机翼上部,其余两个在机翼下部的对应位置。与机翼后缘采用的分段方向舵相比,"嵌入面"具有较小的雷达反射截面积。 X-47A"飞马"的飞行计划将在今年底开始,预计将完成12项试飞任务。其主要目标是验证其航母着舰系统的兼容性,模拟尾钩着陆和验证先进飞行器操纵系统。飞行试验将在位于加州中国湖的美国海军空战中心进行。自主飞行任务基本上将由一系列的起飞和着陆飞行程序组成。 2002年7月19日,诺斯罗普.格鲁门公司的X-47A"飞马"在位于加州中国湖的美国海军作战中心成功的进行了第一次地面滑行试验,试验的成功为X-47A的第一次试飞铺平了道路。可以预见,在不久的将来UCAV必将会在蓝色的天空中占有十分重要的地位。 |
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