从“火影”到“雷神” 英国新一代作战无人机发展评述
2014-06-06陈培琦
陈培琦
无人机或许是21世纪初对空中力量发展最具“革命性”影响的飞行器。自2001年反恐战争爆发至今,无人机已经从上世纪的“战场配角”升格为各大国军队中不可或缺的一部分。能不能研制出隐身无人机甚至成了一国在航空科研领域是否达到世界领先水平的重要标志之一,而作为传统航空工业和空军强国的英国,也不断地努力在无人机领域有所作为。2014年2月,英国公开了由BAE公司研制的“雷神”隐身无人机的首飞照片和视频,从而成为世界上第三或者第四个拥有飞翼型隐身无人机的国家。
英伦“巡飞弹”
近年来,一种被称为“巡飞弹”的新概念兵器的出现,让各国陆军在远程打击方面有了更多的选择。对于“巡飞弹”的界定,目前尚无明确的定义,普遍认为:所谓“巡飞弹”就是一种能在目标区上方进行“巡弋飞行”,“待机”执行多种作战任务的自杀攻击无人机。它们具有无人机和巡航导弹的各自特点,采用发射方式起飞,具备较远的射程(50千米以上)和较长时间自主飞行能力(30分钟以上),能在目标区上空进行较长时间巡航飞行,并在需要的时候对目标进行自杀攻击。
2008年,MBDA公司在英国国际防务系统和装备展览会上首次展示了其研制的“火影”(亦译为“火力阴影”)巡飞弹。这种自杀攻击无人机由卡车一类的平台发射,采用复合材料制成,安装有弹出式弹翼,能在战场上空飞行10小时以上,射程大约为150千米,并通过1台“汪克尔”活塞发动机提供动力,装配多种导引头、能进行实时控制的数据链系统(人在回路中)及战斗部。MBDA公司称,“火影”已经进行了首次试射,将于当年起进入为期3年的评估阶段,飞行试验将在地处威尔士的阿博珀斯靶场进行。MBDA 方面表示,“火影”系统的单价将与英国现在生产的制导火箭相当。对于英国来说,“火影”虽然不能取代“风暴亡灵”之类的先进制导武器,却也为英军,尤其是英国陆军提供了一个低成本却具有相当效果的打击手段。
与传统的巡航导弹相比,“巡飞弹”的速度普遍较低(多采用活塞发动机的缘故),威力也相对较小(已知的所有型号的战斗部都不到100千克,无法有效地毁伤有防护的目标)。但是,“巡飞弹”较低的速度使其可以在目标区上空进行长时间的盘旋和搜索,且具有大多数巡航导弹不具备的实时控制能力,可以很方便地改变攻击目标,如果需要取消攻击任务时,甚至可以被“召回”。另外,作为低空、小速度且采用大量复合材料制成的飞行器,“巡飞弹”的雷达特征很小,具有较强的低可探测性。其中的一些型号如以色列“哈比”甚至被用于反雷达作战。“火影”巡飞弹作为同类型自杀攻击无人机中射程最远的型号之一,自2008年出现后虽然几次三番地在航展上登场,却再没有听到后续定型乃至量产的消息。当然,其他国家的同类型号处境也差不多。这可能是因为巡飞弹威力有限,打击硬目标不如炮兵战术导弹、打击软目标又成本过高。因此,除了少数型号如“哈比”等作为一种打击雷达和通讯终端的选项(只是手段之一而已)外,多数都进展缓慢。
另类的“察打一体”
在反恐战争中,同时具有战场侦察和对地/海攻击能力的侦察/攻击无人机,或者说“察打一体”无人机是欧美各国最喜欢炫耀和使用的无人空中力量。美国“捕食者”、“收割者”等侦察/攻击无人机一次次在巴基斯坦和阿富汗上空对塔利班和“基地”组织头面人物实施“清除”,虽然招来相关国家的一片谴责,美国军方和情报部门却乐此不疲、绝不罢手。在2008年范堡罗航展上,英国展出了BAE公司新研制的“螳螂”大型侦察/攻击无人机全比例模型。而2009年印度航展上的“螳螂”则已经是具备飞行能力的原型机了。此后,BAE公司还公开了“螳螂”无人机试飞的照片和视频,表明已经进入样机测试阶段。
从照片来看,“螳螂”侦察/攻击无人机的机身长10米左右,比RQ-1“捕食者”略大,但比MQ-9“收割者”略小一些。可能是出于降低技术风险的考虑,“螳螂”长得多少有些像某种小型客机/公务机的缩小版本,采用了T型尾翼和布置在机身上的两台类似于尾吊式布局的螺旋桨发动机(从没有进气口来看,应该是活塞发动机)。从理论上说,这种做法可以减少飞机风洞测试的时间,进而缩短研制时间。打一个比方:将一种已知的飞机制作成缩比例模型,尽管模型和实机之间肯定存在偏差,但在大多数情况下,这个缩比例模型应该是可飞的——哪怕在一架喷气式飞机的模型上装个小型螺旋桨发动机。但反过来,如果做出了可飞的缩比例模型,却不意味着将其按比例放大后的飞机可飞,这也就是风洞对于一个国家航空发展的重要性所在。
由于是低速无人机,所以对风洞测试的要求本来就不是很高,大多数飞行性能参数可以通过试飞来获得。“螳螂”的气动外形虽然多少有些奇特,但却也十分“传统”——很多小型客机/公务机都是这样的布局,也应该是完全静稳定的。“螳螂”机头下方装有一具光电传感器,机身下方则有一个吊舱。BAE宣称该吊舱内部装有一部小型机载雷达,机头上方凸起,可能装有数据链天线。照片以及BAE的宣传资料还显示:“螳螂”的机翼下共有6个武器挂架,可携带的武器包括GBU-12激光制导炸弹及“硫磺石”反坦克导弹。
“螳螂”无人机在同类型侦察/攻击无人机中出现得算是比较早的。不过,如今发展中国家后来研制的型号都已经量产服役甚至出口创汇了,“螳螂”却仍处在原型机状态。有意思的是,2013年下半年,“螳螂”迎来了类似设计的“小伙伴”——意大利P1HH无人机。这是一种在比亚乔P-180公务机基础上研制的侦察/攻击无人机。当然,这种采用2台小功率活塞发动机的动力布局,在当今世界各国“察打一体”无人机中依然是很少见的。
从“渡鸦”到“雷神”
在当今世界,能否研制出飞翼型隐身无人机,在某种程度上是一个国家在军用航空工业领域处于何种地位的重要标志。英国自然也不甘落后,BAE公司先后推出了“渡鸦”和“雷神”隐身无人机,使其无人机研制水平走在了世界前列。
2006年年初,BAE公司开始启动代号“渡鸦”的飞翼型无人机研制工作。“渡鸦”无人机在2006年年底至2007年上半年的某个时间进行了首次试飞——不公布具体的首飞日期似乎是英国的某种“传统”,从“火影”、“螳螂”到“渡鸦”再到后来的“雷神”皆是如此。从照片上看,“渡鸦”的气动外形还是介于高度翼身融合和翼身一体也就是“飞翼”之间,至少还能分出哪里是机身、哪里是机翼。其动力是1台小型无加力涡轮喷气发动机,这也注定了其速度、有效载荷和续航能力都比较有限。endprint
BAE公司研制“渡鸦”的初衷是作为下一代飞翼型无人机,也就是后来的“雷神”无人机做技术储备。但在2008年年初,美国军方要求对“渡鸦”无人机进行改造,安装带有红外成像能力的机载相机,用于执行“在伊拉克上空监视武装分子的侦察任务”。理由是“‘渡鸦无人机具有隐身性能,执行侦察任务更安全……”。可是伊拉克反美武装不可能拥有防空雷达和雷达制导防空导弹,因此让这种具有隐身性能的无人机去伊拉克执行任务,与其说是对付伊拉克反美武装,不如说有侦察伊朗的意图。于是在某种程度上说,“渡鸦”可能执行与后来落入伊朗人之手的RQ-170“哨兵”(也就是“坎大哈野兽”)隐身侦察无人机相似的任务。
2009年,英国国防部展示了研制中的“雷神”隐身无人攻击机验证机的全比例模型。2013年1月,英国《每日邮报》报道称,代号“雷神”的英国新一代隐身无人攻击机验证机即将首飞。到了2013年夏季,某位英国参议员对记者声称,“雷神”无人机已经“秘密地进行了15分钟的首次飞行”……但外界依然有疑问,毕竟“雷神”早已不是世界上第一种飞翼型隐身无人机,甚至也不是第一种隐身无人攻击机验证机。之前高调亮相的美国X-47B、欧洲各国联合研制的“神经元”都已经公开进行了试飞,更不用说还有X-45B、RQ-170以及瑞典等国研制中的一些不怎么为人所知的型号了。既然如此,“雷神”既然已经试飞成功,又何必遮遮掩掩呢。直到2014年2月,“雷神”首飞的照片和视频被公之于众,外界才确信该机已经成功试飞了。至于英国到底是第三个还是第四个研制出这类高级无人机的国家,倒是很难说的事情。不过这也不重要,毕竟飞翼型隐身无人攻击机在世界各国都处于验证机状态。美国X-47B是其中进度最快的,但离具备最低限度实战使用能力的原型机都还有一定的距离,否则就不用“X”作为型号的打头字母了。
从照片和公开报道上看,“雷神”无人机的尺寸要比“渡鸦”大得多,机身长度约11米,翼展超过9米。与“渡鸦”相比,“雷神”的机翼与机身完全融为一体,是很标准的飞翼型飞行器。这也表明“雷神”的飞行控制系统比“渡鸦”要先进得多。对于研制“飞翼”来说,飞行控制系统是最为重要的。能研制出可以安全飞行的“飞翼”,也就意味着该国在飞控系统方面达到了世界顶级水平。
根据公开报道,“雷神”装备1台“阿杜尔”Mk951无加力涡扇发动机,该型发动机也被BAE公司“鹰”系列教练/攻击机的最新型号“鹰”200所采用。该发动机为全权数字式发动机控制系统,最大推力在2900千克左右。欧洲各国联合研制的“神经元”无人机的动力也是这型发动机。因为采用同一型号的发动机且尺寸相近(“神经元”机身长度约为10米,翼展约12米),由此我们可以认为“雷神”和“神经元”在飞行性能和有效载荷方面应该处于同一水平。参照“神经元”的各项性能,“雷神”无人机的最大起飞重量应该在7吨上下,有效载荷约为1吨,最大飞行速度约0.8马赫,续航时间可能为3小时左右。这样的性能参数在同类无人机中虽然不是最强的,但这对于无人攻击机来说已经是很高的指标了。不过这也澄清了一件事情,就是曾经有报道称“雷神”无人机具有超音速飞行能力是不实的。实际上,对于采用这样1台推力较低的无加力喷气发动机的飞行器来说,超音速飞行显然是不现实的。
按照BAE公司的说法,“雷神”无人机的控制系统既包括有人工智能色彩的自主控制系统,可以自行起飞、降落、识别目标并加以攻击;也包括连接卫星的远程遥控系统,操纵人员“可以在地面站内进行控制,也能在双座战斗机的后座上发出指令”对其进行实时控制。BAE公司称,“雷神”可以携带的任务载荷包括侦察设备和弹药,侦察设备包括将要安装在机头内的合成孔径雷达和将安装在机头下方的光学成像系统,后者包括2台带有夜间工作能力的高精度相机。“雷神”侦察到的图像可以通过包括卫星在内的各种方式传输给控制终端和其他接收端,先进完善的侦察设备也使“雷神”具有很强的搜索攻击目标能力。“雷神”的机腹下方有两个武器舱,配备2枚250千克及重量更轻的小直径精确制导炸弹应该不是问题,小型空射导弹也应当可以。但是考虑到“雷神”的尺寸和发动机推力都不大,因此不大可能携带中型空地/空舰导弹和威力较大的精确制导炸弹。至于一些媒体流传的“风暴阴影”巡航导弹和定向能武器,就更加不切实际。
不确定的未来
从技术参数上看,“雷神”不失为一架性能先进的隐身无人攻击机验证机,不仅可能成为皇家空军未来的隐身战术打击力量,也有可能成为“伊丽莎白女王”级航母的舰载机,从而使未来的皇家海军也像美国海军那样同时拥有有人驾驶和无人驾驶的隐身作战飞机。但若是从技术外的角度说,“雷神”的前景就有些不好说了。
自从上世纪80年代以来,英国自主研制的飞机就鲜有能“修成正果”投产服役的。本世纪以来,这种情形依然没有多少改变:曾经雄心万丈要成为继F-22之后第二种隐身战斗机的“吕贝卡计划”已经周折依然是无果而终。而英国研制的新型无人机,无论是“火影”、“螳螂”还是“渡鸦”,在航展上露几次脸之后也多没了下文。英国陆军也好,英国空军也罢,使用的无人机绝大多数依旧是从他国进口的型号,驻阿富汗英军的主力察打一体无人机至今仍是美国MQ-9“收割者”,没“螳螂”什么事。现任英国首相卡梅伦曾经对记者说,“雷神”无人机将参加反恐作战。可是恐怖分子又没有雷达,用隐身无人机去“反恐”显然很好笑。可除了“反恐”之外,这种目前单价3亿美元(可见如今的英国武器单价之高,也难怪“勇敢”级要比“阿利·伯克”级最新改进型的造价还要高昂了)、以传说中神通广大的“雷神”命名的先进无人机,一展身手的战场又在哪里呢?
就在“雷神”的照片和视频对外公布后不久,英国国防部表示,该机的研制成功将使得英法能在“神经元”无人机的联合研制上更进一步……这实在是有些英式冷幽默的味道,要是花了这么多的心思和金钱研制出的先进无人攻击机,只是“为他人作嫁衣裳”,那英国航空科研人员也太无私了。无论“火影”还是“螳螂”,还有“渡鸦”和“雷神”,若这些在同类中处于先进水平的无人机,连英国军队都“无福消受”,那么它们诞生的意义又何在呢?
(编辑/一翔)endprint