英"雷神"将新一轮试飞 欧无人机爆发
据美国防务新闻网5月1日报道,英国国防部(MoD)透露,英国“雷神”(Taranis)无人作战飞机(UCAV)计划于2015年下半年开展第三轮飞行试验,这可能是“雷神”无人机最后一轮试飞。英国国防部发言人证实,由BAE系统公司带领的工业界团队,计划在2015年底举行第三轮飞行试验。英国国防部和BAE系统公司均未对下一试飞阶段内容做出评论。
“雷神”无人机计划:英国空中攻击力量长期探索的“结晶”
“雷神”无人机计划是英国防部长期潜心发展英国空中攻击力量的结果。早在20世纪80年代末,英国国防部就着眼于未来替换狂风攻击机的潜在需求,与BAE系统公司联合启动了一项未来攻击机(FOA)计划,目的在于研制一种具备纵深攻击能力的多用途战斗机。经过几年分析和研究,英国国防部根据重新制订的“战略防务评估”报告,在1997年将这项计划重新调整为未来空中攻击系统(FOAS)计划,以便适应刚刚出台的远征战略,满足英国空军的未来作战需求。
在FOAS计划中,英国国防部首次提出了无人战斗机的发展远景,在装备发展方面重点关注各种用途无人机所需的关键技术,并参照美国发展无人战斗机的模式,鼓励BAE系统公司着手从事与之相关的预先研究。BAE系统公司在20世纪90年代初开始了无人机技术的初步研究,陆续提出了多种具有低可探测性的无人机方案。在此基础上,BAE系统公司按照FOAS计划的要求,对一系列先进布局概念进行了预先研究,力图寻求到将低可观测性和高敏捷性集于一身的一种可行方案,并大力探索自主飞行技术。
21世纪初,随着BAE系统公司在一些核心技术方面取得较大突破,英国国防部着手制订了一项极其保密的研制计划,力求满足英国空军对于纵深打击和高空监视的未来作战需求。直到2005年5月,英国国防部才首次公开了这项称为战略无人机试验(SUAVE)计划,并正式宣布了终止FOAS计划的决定。在FOAS项目的基础上,SUAVE计划的主要目标集中在关键技术的风险降低工作,为英国国防部在未来无人机(UAV/UCAV/URAV)发展战略上提供决策依据。
2006年初,BAE系统公司公开了有关无人机技术验证的一些基本情况。据介绍,BAE系统公司先利用“翱翔”缩比模型验证了翼身融合体布局的可行性,接着利用“茶隼”无人机进一步研究相关的隐身技术,最后将其综合体现在“渡鸦”验证机上。“渡鸦”验证机首次采用了模块化设计,可以非常容易地实现一机两型,分别用于执行攻击和侦察任务。于是,BAE系统公司在多年探索的基础上,正式提出了无人战斗机设计方案和研制计划,等待英国国防部的正式批准。
2006年12月7日,英国国防部在对“渡鸦”全尺寸验证机的总体方案进行了全面细致的评审后,将一项价值1.24亿英镑的合同正式授予BAE系统公司领导的研制团队。为了凸显这项计划的地位和作用,英国国防部借用了凯尔特神话中的“雷神”一词,代表着力大无穷、战无不胜,将这项计划命名为“雷神”(Taranis)计划,期望未来发展出一种堪比“火神”轰炸机的全新无人攻击平台。由此,英国无人作战飞机验证机计划正式启动,将制造和试飞一种无人驾驶平台,重点评估有关自主作战能力所要求的关键技术,为英国空军未来进攻性力量的组成提供决策依据。
“雷神”无人机是一种超音速、隐形无人机,长约12米,翼展约10米,重量超过4吨,是世界上最大的无人机之一。该项目先后有100多个厂家参与研发,造价超过2.5亿美元。从技术层面看,该型无人机主要有三大技术突破。
一是总体布局设计匿影藏形。“雷神”采用低可观测外形设计和总体布局,大量应用了低可探测性复合材料,且制造精度非常高。发动机进气道的后部管道采用了先进的纤维铺设技术,可有效躲避雷达的探测。机身设计误差只有头发丝直径大小,可进一步降低飞机的信号特征。同时,“雷神”较好地应用了有人驾驶飞机的总装技术,并且实现了各系统间的有机综合集成。其无尾布局设计不仅可以明显降低飞行阻力,在所装燃油量一定的情况下,还能够大大增加飞机的航程,而且省去了相关的结构材料和操纵机构,使结构重量显著减轻。
二是动力装置力求创新。为确保“雷神”具有洲际间航程和出色的续航能力,“雷神”验证机采用了技术较成熟的“阿杜尔”系列发动机中的MK951型。该发动机主要特点是设计了新型风扇,可提供强大的推力。根据计划,英国还准备为“雷神”研制一种全新的高温发动机,以便为其投入实战打造一颗更加强劲的“心脏”。这种新型高温发动机将具有更强的任务续航能力、更大的推力,并可大幅度降低红外信号特征和雷达反射截面积。
三是飞控系统技术先进。“雷神”在充分利用较成熟的气动控制技术基础上,采用了数字式飞行控制系统,能很好地实现操纵面的耦合控制。机翼后缘的多个操纵面能够保证飞机根据控制指令提供相应的偏航力矩,确保无人机在各种条件下可靠地自主飞行。在起飞和降落过程中,打开的起落架舱门可以起到垂尾的功能,以满足低速飞行时航向稳定性的要求。
“雷神”无人机还运用了射流推力矢量和循环控制等关键飞行控制技术,可有效控制机体两侧的喷气主流和次流,使之沿着机体表面产生矢量推力,从而获得俯仰和滚动控制力。同时,从机翼后缘吹出的空气,还可以促进机体上表面空气的流动,实现增加升力的目的。这样,飞机不采用常规操纵面就能确保正常飞行和操纵控制。在飞行过程中,飞机的副翼不再产生机械运动,高压空气借助射流装置,可使机翼表面的流场发生弯曲,从而有效改变副翼表面的升力,实现完全依靠气动效应控制飞机滚转的目的。这不仅能降低无人机的生产成本,还可显著简化飞机的维护保养工作。
2013年,在英国工业团队进行了为期7年的研发后,“雷神”无人战斗航空系统验证机秘密进行了首次飞行,为该国未来空中打击能力奠定了基础。首次飞行试验于2013年8月10日进行,历时15分钟,具体地点英国国防部和牵头承包商BAE系统公司至今未公布,但从公布的照片看,好像在南澳大利亚的伍默拉(Woomera)小镇。在初始试验阶段,“雷神”一共进行了若干次飞行,每一次都在1小时左右,飞行地点没有改变。针对试验结果,BAE集团常务董事Nigel Whitehead表示“超出预期”。
2013年10月至2014年3月间,“雷神”无人机进行了第二轮飞行测试。试验中,这款无人机展示出以下能力:自动滑行至跑道以准备起飞、航行至目标搜索区域、探测目标、制订飞往目标的计划、搜索目标并最终返回基地。这款无人机还执行了一次模拟攻击并在实施攻击后进行了受损评估,随后练习了自动降落。此轮试飞测试了“塔拉尼斯”无人机先进的目标定位能力,但英国航空航天系统公司拒绝与本网讨论该话题。这种定位能力可能会在全球定位系统(GPS)信号受阻时依赖机载电子地图辨认目标的位置。“雷神”无人机的研制费用由英国航空航天系统公司和英国国防部分担,双方分别承担30%和70%的费用。
BAE系统公司军用飞机业务总经理马丁?泰勒称,目前该公司正在和英国国防部讨论下一步试飞试验。据泰勒称,研究飞机基本概念和生存能力的前两轮飞行试验进展非常顺利。英国政府认为,BAE公司可利用受试飞机支持并同时推进英法未来空中作战系统(FCAS)项目。英法两国政府曾在2014年签署一项价值1.2亿欧元的FCAS研究项目,探讨联合制造无人驾驶作战飞机的可行性。另外,各个国家为本国的UCAV技术项目分别注资4000万欧元。
据英国国防部发言人透露,除了已确定的试飞时间,当前还没有明确的计划。发言人称,第三阶段试验将会使“雷神”无人机项目支出上升到2.023亿欧元,约占英国工业界贡献的三分之一。项目延迟、性能增加和附加的飞行试验阶段使该项目成本上涨,原来的投资仅能够维持到2010年。
泰勒称,在开发技术解决方案并计划在2016年提交给英国政府的过程中,参与英法FCAS项目的公司也在开发常规协作方法。泰勒称,必须确保“雷神”无人机项目现实、可信且能够通过任何一项战略国防和安全评估(SDSR)或法国同行的审查。BAE系统公司、达索航空公司、罗尔斯?罗伊斯公司、赛峰集团、SELEX通信公司和泰雷兹集团公司都参与了为期两年的英法FCAS项目的研究。
近年来,包括英国在内的欧洲各国在无人机发展上不甘人后、奋起直追,制定了欧洲版的无人机发展线路图,尤其注重高端无人机的全面发展,在许多技术上已接近美国的水平。世界上第一架无人机就诞生在第一次世界大战的英国,英国的无人机水平一度在世界居领先地位。但后来英国的无人机无论是技术水平、种类还是实战运用成绩,都远逊色于美国和以色列。从当今世界无人机水平发展情况看,尽管英国积累了大量的无人机技术经验,并且是无人机制造业的主要力量之一,其无人机发展也比较迅速,但总体而言仍处于二流水平。