“雷神”的三大技術(shù)突破
“雷神”無人機(jī)項目始于2006年12月，旨在驗證英國自主研制生產(chǎn)隱身無人作戰(zhàn)飛機(jī)的能力。“雷神”這一名稱出自凱爾特神話，代表著力大無窮、戰(zhàn)無不勝。英國將這種無人機(jī)命名為“雷神”，就是想以此表明“雷神”是一種堪比“火神”轟炸機(jī)的全新無人攻擊平臺，同時也凸顯該項目的地位和作用。
“雷神”是一種超音速、隱形無人機(jī)，長約12米，翼展約10米，重量超過4噸，是世界上最大的無人機(jī)之一。該項目先后有100多個廠家參與研發(fā)，造價超過2.5億美元。從技術(shù)層面看，該無人機(jī)主要有三大技術(shù)突破。
同時，“雷神”較好地應(yīng)用了有人駕駛飛機(jī)的總裝技術(shù)，并且實現(xiàn)了各系統(tǒng)間的有機(jī)綜合集成。其無尾布局設(shè)計不僅可以明顯降低飛行阻力，在所裝燃油量一定的情況下，還能夠大大增加飛機(jī)的航程，而且省去了相關(guān)的結(jié)構(gòu)材料和操縱機(jī)構(gòu)，使結(jié)構(gòu)重量顯著減輕。
二是動力裝置力求創(chuàng)新。為確保“雷神”具有洲際間航程和出色的續(xù)航能力，“雷神”驗證機(jī)采用了技術(shù)較成熟的“阿杜爾”系列發(fā)動機(jī)中的MK951型。該發(fā)動機(jī)主要特點是設(shè)計了新型風(fēng)扇，可提供強(qiáng)大的推力。
根據(jù)計劃，英國還準(zhǔn)備為“雷神”研制一種全新的高溫發(fā)動機(jī)，以便為其投入實戰(zhàn)打造一顆更加強(qiáng)勁的“心臟”。這種新型高溫發(fā)動機(jī)將具有更強(qiáng)的任務(wù)續(xù)航能力、更大的推力，并可大幅度降低紅外信號特征和雷達(dá)反射截面積。
三是飛控系統(tǒng)技術(shù)先進(jìn)。“雷神”在充分利用較成熟的氣動控制技術(shù)基礎(chǔ)上，采用了數(shù)字式飛行控制系統(tǒng)，能很好地實現(xiàn)操縱面的耦合控制。機(jī)翼后緣的多個操縱面能夠保證飛機(jī)根據(jù)控制指令提供相應(yīng)的偏航力矩，確保無人機(jī)在各種條件下可靠地自主飛行。在起飛和降落過程中，打開的起落架艙門可以起到垂尾的功能，以滿足低速飛行時航向穩(wěn)定性的要求。
該機(jī)還運用了射流推力矢量和循環(huán)控制等關(guān)鍵飛行控制技術(shù)，可有效控制機(jī)體兩側(cè)的噴氣主流和次流，使之沿著機(jī)體表面產(chǎn)生矢量推力，從而獲得俯仰和滾動控制力。同時，從機(jī)翼后緣吹出的空氣，還可以促進(jìn)機(jī)體上表面空氣的流動，實現(xiàn)增加升力的目的。這樣，飛機(jī)不采用常規(guī)操縱面就能確保正常飛行和操縱控制。在飛行過程中，飛機(jī)的副翼不再產(chǎn)生機(jī)械運動，高壓空氣借助射流裝置，可使機(jī)翼表面的流場發(fā)生彎曲，從而有效改變副翼表面的升力，實現(xiàn)完全依靠氣動效應(yīng)控制飛機(jī)滾轉(zhuǎn)的目的。這不僅能降低無人機(jī)的生產(chǎn)成本，還可顯著簡化飛機(jī)的維護(hù)保養(yǎng)工作。
躋身世界五大頂尖無人機(jī)之列
有專家指出，從無人機(jī)的飛行時間、距離、高度、速度，以及隱身能力、偵察監(jiān)視能力、進(jìn)攻和防御能力、作戰(zhàn)運用效果等綜合作戰(zhàn)性能先進(jìn)程度看，世界上排在前五位的無人機(jī)分別是RQ-4A“全球鷹”無人機(jī)、 X-47B無人機(jī)、獵鷹高超音速飛行器(HTV-2)、“雷神”無人機(jī)、“神經(jīng)元”無人機(jī)?？梢?，“雷神”已躋身世界五大頂尖無人機(jī)之列，其水平無疑處于世界前列。
“雷神”之所以能夠成為當(dāng)今世界無人機(jī)“五強(qiáng)”之一，是因為該機(jī)具有以下五個方面的強(qiáng)大作戰(zhàn)能力：
一是具有洲際打擊能力。“雷神”設(shè)計初衷之一就是用于高速洲際飛行，要求該機(jī)在衛(wèi)星監(jiān)控下可以從英國本土飛往世界各地發(fā)動襲擊，能夠到達(dá)地球的任何一個角落執(zhí)行相應(yīng)的軍事任務(wù)。為此，“雷神”充分利用機(jī)內(nèi)空間裝載了大量燃料，航程達(dá)到數(shù)千千米。
為增大航程，“雷神”采用了大后掠前緣的翼身融合體布局，機(jī)身和機(jī)翼的后緣分別對應(yīng)平行于前緣，類似B-2轟炸機(jī)的設(shè)計，從而確保飛機(jī)具有跨大洲攻擊的能力。
根據(jù)作戰(zhàn)需要，該機(jī)可從英國起飛，對遠(yuǎn)在阿富汗的目標(biāo)進(jìn)行縱深打擊，大大降低軍事人員在前線作戰(zhàn)的風(fēng)險，使英軍在反恐戰(zhàn)爭中如虎添翼。按照規(guī)劃，“雷神”將會首先部署在非洲反恐戰(zhàn)場上。
二是能對敵方進(jìn)行有效監(jiān)視和偵察。“雷神”裝備有自動人工智能系統(tǒng)和識別系統(tǒng)，其最基本的機(jī)載探測設(shè)備都是先進(jìn)的光電和雷達(dá)傳感器。未來還將裝備正在研制的保形雷達(dá)、戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈、“圖像采集和開發(fā)”系統(tǒng)等。“雷神”能通過一個低波段數(shù)據(jù)鏈向地面中繼傳送圖像，或者通過衛(wèi)星實現(xiàn)洲際間傳輸。因此，“雷神”在情報與態(tài)勢感知方面，可執(zhí)行從目標(biāo)截獲到戰(zhàn)后作戰(zhàn)損傷評估等作戰(zhàn)全過程的任務(wù)。同時，“雷神”還能根據(jù)作戰(zhàn)需要自動選擇、編輯和傳送戰(zhàn)場上的各種數(shù)據(jù)，而不是毫無選擇地將大量各種信息發(fā)送給作戰(zhàn)人員。
三是對地火力打擊能力強(qiáng)。“雷神”裝有兩個內(nèi)置武器艙，能夠攜帶多種導(dǎo)彈以及定向能武器、高功率激光或微波武器等，可在多個目標(biāo)上空投放彈藥，對多個目標(biāo)形成雷霆萬鈞式的精確火力打擊。
四是能夠自主作戰(zhàn)。“雷神”安裝有先進(jìn)的計算機(jī)自動控制系統(tǒng)，能夠獨立應(yīng)變，執(zhí)行各種任務(wù)。“雷神”可按照設(shè)定的要求滑行、起飛，并沿著搜索空域和最佳航線航行，自動躲避威脅或者選擇需要打擊的目標(biāo)。
英軍認(rèn)為，在發(fā)現(xiàn)目標(biāo)——判斷目標(biāo)——作出決定——實施打擊這一決策環(huán)路中，保證人的參與和對關(guān)鍵任務(wù)的決策權(quán)限是必要的。所以，當(dāng)“雷神”決定對目標(biāo)進(jìn)行打擊時，還是會尋求地面或戰(zhàn)斗機(jī)上控制人員的授權(quán)。一旦獲得授權(quán)，“雷神”將自主攻擊目標(biāo)，并在完成攻擊任務(wù)后沿著預(yù)定航線返回基地。
此外，“雷神”還可與有人駕駛飛機(jī)聯(lián)合編組成新的戰(zhàn)斗機(jī)群，以多機(jī)種飛行編隊的形式實施縱深打擊。
五是具有較強(qiáng)的生存能力。“雷神”的隱形裝置使其幾乎不會被地面雷達(dá)發(fā)覺，加之機(jī)動性能好、飛行速度快，可在戰(zhàn)爭伊始，首先對敵防空系統(tǒng)等重要目標(biāo)實施打擊。模擬顯示表明，該機(jī)可以在多套俄羅斯S-400地空導(dǎo)彈系統(tǒng)組成的嚴(yán)密防御戰(zhàn)場上生存下來。
英國無人機(jī)總體水平屬世界二流
當(dāng)前，全球的無人機(jī)競賽已經(jīng)白熱化，并且進(jìn)入到“群雄并起”的時代。據(jù)統(tǒng)計，已有30余個國家和地區(qū)研制出50多種無人機(jī)，型號超過300余種，有55個國家裝備了無人機(jī)。在這些國家中，按無人機(jī)的研究和制造水平大致可分為三個層次：
處于第一層次的是美國和以色列這兩個無人機(jī)大國，其無人機(jī)發(fā)展速度最快、水平最高，裝備的無人機(jī)性能先進(jìn)、種類全面、用途廣泛，實戰(zhàn)運用經(jīng)驗豐富。
長期以來，美國對現(xiàn)役無人機(jī)裝備持續(xù)不斷地進(jìn)行改進(jìn)升級，對新研裝備投入大，研制和裝備的數(shù)量多。其“先鋒”、“獵手”、“影子”、“捕食者”、“全球鷹”等無人機(jī)的名字如雷貫耳。
近年來，美國國防部多次更新發(fā)表的無人機(jī)發(fā)展線路圖，各軍種也對未來發(fā)展制定了全面規(guī)劃，從無人機(jī)基礎(chǔ)技術(shù)到型號背景，以及未來項目的演示試驗，無不加速推進(jìn)。
以色列無人機(jī)的起步和使用都比較早，有著豐富的實際經(jīng)驗，并在低速、中小型戰(zhàn)術(shù)無人機(jī)和長航時無人機(jī)方面具有特色和優(yōu)勢。
處于第二層次的是俄羅斯、德國、英國、法國、中國以及韓國、日本等國家。這些國家擁有一定種類的無人機(jī)，但在總體技術(shù)水平及實戰(zhàn)運用上與美國、以色列尚有一定差距。
近年來，包括英國在內(nèi)的歐洲各國在無人機(jī)發(fā)展上不甘人后、奮起直追，制定了歐洲版的無人機(jī)發(fā)展線路圖，尤其注重高端無人機(jī)的全面發(fā)展，在許多技術(shù)上已接近美國的水平。
處于第三層次的是伊朗、巴基斯坦等一些亞洲、非洲的第三世界國家和地區(qū)。這些國家和地區(qū)通過引進(jìn)等方式，擁有一定數(shù)量的無人機(jī)，僅僅解決了中小型無人機(jī)有無的問題。本國的無人機(jī)制造能力尚處于起步階段，且大多停留在研制、生產(chǎn)階段，主要用于滿足個別用戶的定制應(yīng)用服務(wù)需求，還不具備大批量產(chǎn)品生產(chǎn)和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的能力。
世界上第一架無人機(jī)就誕生在第一次世界大戰(zhàn)的英國，英國的無人機(jī)水平一度在世界居領(lǐng)先地位。但后來英國的無人機(jī)無論是技術(shù)水平、種類還是實戰(zhàn)運用成績，都遠(yuǎn)遜色于美國和以色列。因此，從當(dāng)今世界無人機(jī)水平發(fā)展情況看，盡管英國積累了大量的無人機(jī)技術(shù)經(jīng)驗，并且是無人機(jī)制造業(yè)的主要力量之一，其無人機(jī)發(fā)展也比較迅速，但總體上仍處于二流水平。
以英國的“不死鳥”無人機(jī)為例，該無人機(jī)不僅在科索沃戰(zhàn)爭期間損失了14架，而且讓英軍顏面大失的是：該機(jī)服役幾個月后就參加了科索沃戰(zhàn)爭，參戰(zhàn)沒多久就被擊落，然后作為戰(zhàn)利品在南斯拉夫航空博物館中展出。
在伊拉克戰(zhàn)爭中，英國總共損失了23架“不死鳥”無人機(jī)，而美軍無人機(jī)出動的頻率遠(yuǎn)高于英軍，卻只損失了9架。
戰(zhàn)爭實踐使英國切實體會到無人機(jī)具有無可替代的作用和優(yōu)勢，尤其是在監(jiān)視和搜集情報信息方面，更具有其他方式無可比擬的經(jīng)濟(jì)性和快速性。因此，英國開始采用一系列新的設(shè)計思想和技術(shù)，投入巨資發(fā)展新型高性能無人機(jī)，并建立了一套完整的無人機(jī)研發(fā)體系，其無人機(jī)發(fā)展的速度令世人矚目。除“雷神”外，英國的聯(lián)合無人機(jī)試驗計劃和“守望者”戰(zhàn)術(shù)無人機(jī)系統(tǒng)也發(fā)展迅速。
以“守望者”為例，該無人機(jī)系統(tǒng)不僅是一種空中飛行器和發(fā)射/回收裝置，還包括數(shù)據(jù)鏈、地面站、終端和軟件等，系統(tǒng)采用一小、一大兩套無人機(jī)同時行動方案。能夠裝載多種傳感器，包括晝夜照相機(jī)和監(jiān)視雷達(dá)等。
按照英國國防部的設(shè)想，該系統(tǒng)今后將在全英國軍隊中服役長達(dá)30年之久，并且能和指揮、通信和所有武器系統(tǒng)實現(xiàn)通用接口連接，從而實現(xiàn)無人機(jī)的全英軍通用化。此外，該無人機(jī)還可在北約軍隊之間實現(xiàn)互操作和數(shù)據(jù)共享。 （國防大學(xué) 李偉）
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