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诺斯罗普-格鲁门致力以无人机重回战术飞机市场

2022-05-20史蒂夫特林布尔

无人机 2022年2期
关键词:美国空军战术战斗机

史蒂夫·特林布尔

虽然是B-2和B-21轰炸机的主承包商,但诺斯罗普-格鲁门公司已有多年没有在战术飞机领域有任何建树。目前该公司计划通过一系列新机型概念的研发,希望重新进军战术飞机领域。

自2006年最后一架F-14D战斗机退役后,诺斯罗普-格鲁门(诺格)公司在过去15年中一直被排除在美国战斗机主承包商的行列之外。但最近情况出现了转机。

诺格公司当前主要研发和生产战略轰炸机,例如B-2和B-21,但随着美国及其盟国空军渴望获得新的空中优势平台,其采购清单不断加长,吸引诺格瞄准美国战术飞机市场大力开发新产品。

根据诺格2021年9月8日发布的Model 437可消耗无人机概念,以及计划对有4年历史的Model 401有人驾驶验证机进行无人化改装,可为分析该公司的“下一代空中优势平台”计划提供一些新线索。

结合诺格去年披露的SG-1飞翼无人机概念来分析,诺格似乎准备朝美国战术航空市场方向发力,目前这一市场完全由波音公司和洛克希德-马丁(洛马)公司瓜分。

在美军选择下一代空中优势平台的关键时刻,诺格凭借SG-1、Model 401和Model 437一系列新概念为空军提供了新的选项。美国空军正在对“下一代空中靶机”(NGAT)、下一代蜂群无人机、可消耗无人机和“下一代多用途无人机”(NGMU)等概念的多处重叠需求进行划分。除了常见的设计驱动因素外(如目标特征控制、速度、航程、升限和任务载荷能力),还增加了先进的网络和自主能力。

SG-1是基于X-47B 概念深度开发的可重复使用无人机。

2021年9月8日,在加州棕榈谷美国空军第42号工厂一个独立的角落,诺格展示了其空中优势组合产品,着重强调了SG-1、Model 401和Model 437这三个概念,诺格公司高管还向现场记者透露了对未来战术航空概念的构想。

工厂的7号机库曾是F-5战斗机的生产车间,诺格在这里组装过的飞机包括:X-47B验证机,即SG-1概念的前身;可选有人驾驶模式的“火鸟”(Firebird)验证机;有人驾驶的Model 401验证机,其座舱盖被一个天线罩替代,代表该机的无人版本;Model 437概念模型;以及MQ-4C无人机。此外,该机库中还有另一些成品。

诺格在战术航空领域深耕20年,表明其对于赢得最终胜利筹谋已久。诺格希望在美国空军“下一代空中优势”(NGAD)项目中竞标成功,作为主承包商开发和制造出可替代F-22和F/A-18E/F的新一代战斗机。

目前,NGAD项目仍处于保密状态,空军官员仅将NGAD的能力描述为基于五种新技术的系统族,其中唯一承认的在研技术是“下一代自适应推进”(NGAP)项目,该项目将开发一款三涵道的战斗机发动机。

不过,目前不能把“下一代自适应推进”(NGAP)项目和另一款“自适应发动机转化项目”(AETP)混为一谈。AETP项目是旨在开发额定推力约200kN级的三涵道发动机。在规格方面,AETP是F-35战斗机替代发动机的候选,而据普惠公司表示,NGAP是一种较小的发动机,将为可能出现的下一代双发战斗机提供动力。普惠和GE公司将在接下来的4年展开竞争,以赢得潜在的NGAP项目的生产合同。

在波音、洛马和诺格围绕美军新一代战斗机计划展开的竞争中,NGAD项目中的有人战斗机制造成为竞争焦点。尽管波音目前拥有F/A-18E/F和F-15EX,洛马有F-35和F-16,但诺格在战斗机市场上也并非全无优势。

例如F-35的中机身就是在诺格公司在42号工厂的4号厂房制造,其结构中包括复杂蛇形管道;而且诺格还在制造F/A-18E/F的中机身和垂直尾翼。实际上F/A-18系列飞机本来是由诺格设计,只是该公司在20世纪70年代美国海军指示下将主承包商角色移交给麦道,而麦道后来与波音合并,该机便转移到了波音名下。

尽管诺格在30多年来没有再交付过战斗机整机,但其飞机设计团队一直活跃在战术航空市场。例如当2015年美国空军实验室(AFRL)与工业界在“高效超声速飞行器”(ESAV)项目下合作探索无尾超声速战斗机时,诺格提出过一个非保密的设计概念,并在2016年“超级碗”广告中展示了这种具有隐身能力的未来战斗机设计。

诺-格公司对NGAD 的竞标包括Model 437(前)和Model 401的无人版本。

Model 401验证机继续作为一款飞行平台进行测试。

实际上,诺格更多的设计活动可能隐藏在各种专利和保密规定之下,但能揭示诺格对战术飞机感兴趣的首个公开迹象就是Model 401。这架外形奇特的飞机拥有内凹锯齿状后缘兰姆达(lambda)机翼、背侧发动机进气口和V型尾翼,该机在2017年首飞后很快被社交媒体称为“战神之子(Son of Ares)”。

尽管从2017年起,Model 401就已经作为一系列神秘载荷的飞行试验台,但在此前公开展示过的两架Model 401验证机在某些方面的功能还是很原始的。例如,试飞员机组需要在无增压和加温的驾驶舱里面飞行到7600m高空,飞行时间长达3小时;驾驶舱内唯一的温度控制功能仅由一个车用12V电气连接装置提供。另外,Model 401为诺格自筹资金研发,而为了最大程度地降低成本,Model 401没有设置偏航阻尼器。因此,据Model 401试飞员布莱恩·迈斯勒(Brian Maisler)描述,这种设计所造成的结果是使飞机产生了“荷兰滚”并诱发了摆振,这对飞行员来说是一个持续的挑战,不过这些在飞机操作上的问题不会影响到测试数据收集工作。

试飞员迈斯勒补充说,除去这些缺点,该机的优点是易于起飞,装有机械式的增稳飞行控制装置。作为一架重约3.4t的飞机,Model 401具有相对强大的载荷和多用途能力,有可拆卸前缘和机头天线罩,紧挨驾驶舱之后的部分还有一个大隔舱。

两架Model 401验证机都有一个未公开的客户,但诺格在对飞机进行部分设计调整后看到了更大的市场潜力。

现在为Model 401提供动力的二手JT15D发动机价格相对便宜,价格约30万美元,但这款发动机较为耗油,在飞机携带907kg燃油、以巡航速度Ma 0.65飞行时,其续航时间只有4h左右。而如果换用更昂贵的FJ44涡扇发动机,该机的航程可直接提升一倍。同时,通过升级发动机和去掉对适应人类飞行员的需求,还处于概念阶段的Model 401无人机将能满足美国空军对低成本无人机的新需求。

尽管一些关键细节还在讨论中,但美国空军已经勾勒出未来空中优势平台的宏大愿景。“天空博格人”(Skyborg)自主系统寻求把人工智能的“大脑”插入未来的无人机系列中;而支持Model 401的“低成本可消耗飞机平台”(LCAAP)的共享计划旨在提供一种类似于汽车底盘的可重构飞机平台,可与“天空博格人”的人工智能系统集成。

但是,空军仍在研究其他细节。例如,在2020年6月以来发布的两次信息征询书中,空军要求业界提供此类无人机应执行何种任务的信息。随着这些问题的解决,空军必须考虑如何在相对较贵的可重复使用无人机和低成本可消耗无人机之间分配这些任务。

为了满足空军对能力更强的可重复使用无人机的需求,诺格此前展示的具有隐身能力、可装备武器的SG-1飞翼概念,其价格将超过2000万美元;而Model 437概念是诺格对低成本可消耗要求的回应。Model 437无人机借鉴了Model 401的兰姆达机翼、背侧进气口和V型尾翼,造价约500万~600万美元,包括一台价值240万美元的FJ44涡扇发动机。Model 437代表诺格对克拉托斯XQ-58A和波音“空中力量编组”(ATS)无人机的回应。

与其他竞争机型一样,Model 437在Ma 0.8速度下航程为5556 km,该机可从跑道起飞,具有可内置载荷,载荷空间与一台侧视雷达或两枚AIM-120空空导弹相当。

Model 437是诺格下属预研部门的最新概念设计。自1982年成立以来,该部门平均每年都有一型新飞机首飞。随着美国空军继续探讨NGAD系统族的细节不断展开,该公司的众多设计概念终有用武之地。

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