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敢死先锋

2009-11-27唐文超

现代兵器 2009年10期
关键词:无人研制

唐文超 高 智

21世纪的“朝阳”武器系统是无人武器平台,如无人驾驶坦克、无人驾驶侦察车辆、无人驾驶飞机(简称无人机)等。这其中,无人机(UAV)的发展最为成熟。自上世纪60年代开始,美国就大量使用无人机,当时主要用于靶机、诱饵、照相侦察、电子对抗、目标指示、通信中继等,最著名的“火蜂”Ⅰ/Ⅱ系列无人机曾大量参加越南战争。此后的1982年6月贝卡谷地之战中,以色列的“猛犬”(Mastiff)无人机在战斗中发挥了不可替代的作用。从1991年第一次海湾战争开始,无人机在战争中的使用变得更加频繁,执行的任务范围也逐步扩大。在2001年阿富汗战争中,美国“捕食者”(Predator)无人机甚至携带AGM114“海尔法”反坦克导弹对地面目标进行了攻击,这代表着无人机发展进入到了一个新的阶段。

无人机出现了跳跃式发展态势,作战型无人机(UCAV)突破技术瓶颈迎来自己的春天。美国无疑是这一领域的领跑者,已经进入到实用无人机的发展阶段。其他国家,如欧洲各国、中国等不甘落后,也着手这类无人机的研制工作。不过,这些国家都还处于概念研究阶段,远落后于美国。

无人机大有取代有人驾驶飞机的势头,就目前来说,最容易实现的是无人攻击机。美国于2008年5月13日进行了首次无人攻击机投放制导武器的试验,相信不久无人攻击机便会真正参加实战。无人机出现是科技进步的必然结果。早期无人机主要作为靶机来使用,由于战争的需要,用途也越来越广泛,其中照相侦察无人机和靶机是使用最多的无人机。电子对抗、目标指示、通信中继等无人机在越南战争中就已经出现,但由于无人机的体积小、航程短、无法携带大型设备,在战争中的作用并不明显。随着科学技术的发展,特别是电子、通信、材料、制导技术和发动机的发展,无人机迎来了大发展时期:一方面无人机的体积越来越大,携带的电子设备多、续航时间长,如美国RQ-4“全球鹰”无人机,其起飞重量达到了11.635吨,其中燃油就达到了6.6吨,机长14.5米,翼展39.9米。当然,还出现了一些相反的情况,就是有的无人机越来越小,有的只有几克重,具备实用意义的微型无人机一般只有几公斤重。另一方面,执行的作战任务范围也大大扩展,如电子侦察、情报收集、电子干扰和欺骗、通信中继等。除了上述无人机,据说美国还在研究无人加油机、无人战斗机和无人攻击机等。这里最有前途、各国普遍看好的,就是无人战斗机和无人攻击机(即作战型无人机)。美国和欧洲对这两种无人机非常重视,美国甚至已经进入实用型的研制阶段,这是新技术条件下无人机的新动向。

作战型无人机出现的最主要诞生条件是科学技术的进步。另外,进入21世纪,减少人员伤亡变得越来越重要,有人认为这是推动无人机发展的另一个重要的驱动力。因为,战争中的人员损失有时会直接影响到政治层面,最著名的就是越南战争。1991年以后,除了第一次海湾战争由联合国授权,其他如侵略南联盟、第二次海湾战争、阿富汗战争等,都是美国为一已之利发动的非正义战争。本已出师无名的战争如果再遭受重大人员伤亡,会让美国在政治上处于被动局面。但幸运的是,这些战争中美国的人员伤亡都极小。正因如此,美国虽然频频发动战争,政府却没有像越南战争那样倒台。因此,对于美国来说,减少士兵的伤亡比任何国家都要迫切。美国人的色厉内荏也是世界公认的,虐囚和滥杀无辜是美国士兵极度恐惧的真实反映。这一时期,美国尤其需要减少人员伤亡来缓解侵略战争在国内政治上的被动局面。应该说,研制无人战斗机和攻击机正好符合美国的这种减少人员伤亡的战争原则。

作战型无人机的优缺点

避免机组人员的伤亡现代战场环境远非过去可比,地面防空武器系统种类繁多、性能各异,空袭和反空袭就是矛盾的结合体。虽然美国战机相对他国领先一步,但一些国家从来没有停止反制武器的研制。F-117A凭借其优异的隐身性能在第一次海湾战争中如入无人之地。但早在该机首次对外公布时,其他国家就一直在研制能够发现并攻击它的武器系统。1999年空袭南联盟的行动中,这种努力变成了现实,美国F-117A被“萨姆”-3导弹击落,美国不得不派出营救小组营救跳伞的飞行员。如果是无人机,由于没有机组乘员,被击落就不会造成人员伤亡,当然也不需要实施救援。

不需要考虑机组乘员的生理限制由于不必考虑人的因素,无人机的机动性远远超过有人驾驶战机。有人驾驶战机考虑到飞行员的生理承受能力,机动过载一般限制9g以内,无人驾驶战斗机过载则可以达到20~24g。这个过载水平可以躲避大部分的空空导弹,显然在作战中具有更好的生存能力。

无人机不需要安装机组乘员生命保障系统,如气密舱设计、氧气供应系统、弹射逃生系统和装甲防护系统等,因此,无人机跟同级的有人驾驶飞机相比重量可减轻30%~40%。

费用低廉结合上述两点,无人作战飞机的制造成本和使用成本都非常低,其全寿命周期的费用也比有人驾驶飞机低得多。一方面维护费用低,维护人员少。一个战斗机中队的F-22A(共24架)需要215名维护人员,一个F-15C战斗机中队则需要多达260名维护人员。而无人机正相反,一名地勤维护人员可以维护几架无人机(随着无人机越来越复杂,一架无人机需要的维护人员会相应增多)。另一方面,无人机无需机组乘员的培训费用,这个费用非常惊人,训练一名合格的飞行员费用相当于其身体等重黄金的价格。地勤维护人员也需要长期的培训,费用也不低。没有机组乘员的训练过程也节省了无人机服役时间和训练费用。据称,无人机的单价只有同级有人驾驶飞机的30%左右,使用费(日常维护费用)只有同级有人驾驶飞机的25%左右。

容易实现隐身由于没有飞行员,无人机可以采取最佳的气动布局,最佳的长细比决定了机身的最小长度,其他尺寸都相应地减小。因此,无人机的雷达反射面积小于有人驾驶飞机,采用隐身设计加上复合材料和吸波材料,具有比有人驾驶飞机更好的隐身性能。从另一个角度看,与有人驾驶飞机同级的无人机续航时间更长,作战半径也更远。

美国

早期研究无人机可以在战场上执行侦察任务,那么人们顺理成章地就会认为它也能执行其他的作战任务。美国瑞安公司曾于1964年在“火蜂”!无人机上进行了挂载2枚115公斤炸弹的试验。后来,“火蜂”!的机翼面积增加,可挂载2枚225公斤SUU-7集束炸弹。这种攻击型“火蜂”!无人机在地面采用2个MK23 MOD3固体助推器起飞,助推器推力5266公斤力,工作时间2.2秒。攻击型“火蜂”!后来曾在美国白沙导弹试验场进行过试验。

但是,攻击型“火蜂”!的试验

最终没有进行下去,原因之一是攻击地面目标需要事先对目标实施照相侦察,而后者在当时也是很棘手的事。另外,使用常规炸弹执行攻击任务精度太差,无人机只能做些呆板的事,不像飞行员具备对各种情况进行主动思考的能力。1971年,由于更先进制导武器的出现,美国空军又重新关注起这种无人攻击机的概念。这次美国空军提出更高的要求,希望研究一种可以对高度危险的敌防空系统进行压制(SEAD)的攻击系统。这个项目的名称是“海弗柠檬”(HAVE LEMON),这个名字多少有点让人感到怪异,因为“柠檬”在美国俚语里的意思是令人麻烦、无用的汽车或让人感到不爽的机器。

“海弗柠檬”包括瑞安公司的攻击型“火蜂”!无人机,这些无人机的主要改进是翼下可携带武器、机上安装前视电视照相机、垂尾翼尖有数据链舱,其编号为BGM-34A。1971年晚些时候开始试验用AGM-65“小牛”导弹和HOBOS电视制导滑翔弹模拟攻击防空阵地,“小牛”和HOB0s都有导引头。因此,可以通过远距离遥控飞向目标。1971年12月14日,“火蜂”第一次发射“小牛”导弹进行攻击试验,随后,还进行了发射“百舌鸟”反辐射导弹的试验。BGM-34A的试验结果令人满意,美国空军要求继续研制下去,这就是BGM-34B。这个型号的垂直尾翼进行了修改,控制舵面面积更大,操作性能也有很大提高。该机机头延长以便安装红外成像系统(有报道说可能是微光电视系统,也许这两种设备都有)和激光目标指示器,激光目标指示器可以为制导炸弹指示目标位置。1973-1974年,BGM-34B进行了测试,结果很成功。为此,空军进一步要求瑞安公司研制BGM-34C攻击无人机,这个型号采用模块化设计,不仅具备攻击能力,还具备侦察能力。BGM-34C可以说已经十分成熟,达到了实用状态。但由于技术限制,其作战效率远不如有人驾驶飞机。另外,BGM,34C在战术使用上还没有一套完整的理论,需要进一步研究。

当时,美国空军的这种概念有些过于超前了,高层官员似乎没人来推动“海弗柠檬”项目。美国一些大型军工企业在很大程度上害怕无人机的研制会影响到本企业有人驾驶飞机的研制,这些大企业在空军甚至国防部都有专业的说客。就这样,“海弗柠檬”项目渐渐被人所遗忘。1979年,测试中队被解散,近60架无人攻击机被储存起来。无人机的拥护者称,美国空军放弃用无人机执行攻击任务是因为缺乏熟练的操作员。事实上,这个概念真正的难题是指挥和控制方面的技术问题,比如通信数据链系统易受到干扰中断。当时的制导武器在使用上也不像现在这么方便,目标指示和制导武器无法在一架无人机上携带,战术配合远没有达到人们所期望的状态。以当时的技术条件,无人攻击机只能攻击战场情况简单的既定目标,这样才不会伤及到平民和友军。

随后的20年里,电子及通信技术越来越成熟,其可靠性也在增加,特别是GPS导航系统达到实用化,自动化系统也广泛运用到各个方面,这些技术直接对军事产生了积极影响。为此,美国空军提出了不同设计的作战型无人机项目。

“空中占领”是美国另外一个早期无人攻击机概念,这个概念就是使用一部分无人机在敌方空域进行巡逻,另一些无人机携带复杂设备对敌方军事行动进行监视,并对打击目标进行识别、跟踪、定位,还有一些无人攻击机随后对设定目标进行攻击。这个概念明显受到美国空军在伊拉克和巴尔干地区禁飞区巡逻的启发,为此,洛克希德·马丁公司提出将美国退役的F-16改进成无人攻击机。其作法是延长F-16A的机翼以增加载油量,提高续航时间。改进后的F-16A无人机可以携带6枚以上空地武器进行“空中占领”打击,它可以在目标区域巡逻8个小时,3架F-16A就可以24小时不间断巡逻。

美国海军这个时候也开始对作战型无人机进行研究。海军认为作战型无人机有很多潜在的优点,其采购、维护保养、使用等费用都比有人驾驶飞机低得多,无人机操作人员只需要在仿真模拟器上进行训练就可以满足要求。另外,作战型无人机体积更小,隐身性能也更出众。由于没有飞行员,无人机的机动过载可以比有人驾驶飞机高出2~4倍,这对于躲避导弹和飞机非常有益。美国海军自第一次海湾战争以来积累了大量使用巡航导弹的经验。海军称,作战型无人机就相当于“可以重复使用的巡航导弹”,其使用费用更低。作战型无人机一般续航时间长、载弹量大,一个架次携带的GPS制导炸弹就可以对多个目标进行攻击,返回基地后可以再次升空执行任务。即使保持一个较高的磨损率,其使用费用也比巡航导弹要低。

洛克希德·马丁公司的海军作战型无人机研究包括在航母上使用的短距离起降型(STOVL);在驱逐舰或其他水面舰只,甚至潜艇上使用的垂直起降型(VATOL)、垂直弹射型(pogo)等。

美国垂直弹射飞机早在上世纪50年代就已经进行过飞行试验。试验证明技术上还无法让这种概念飞机达到实用化,主要原因是其无法携带有效载荷,降落十分困难。美国海军的设想是1艘导弹驱逐舰可以装备20架垂直弹射型无人攻击机和5架无人侦察机。

潜艇上使用无人机的概念似乎更难一些,回收是头等难题。洛克希德·马丁公司正在对潜艇用作战型无人机展开研究,其设计概念是4.5吨级无人机,可携带450公斤的武器载荷。为了达到隐身目的,其武器挂载方式为内置式,包括45公斤和115公斤级制导炸弹。这种潜艇用作战型无人机航程为1100公里,具备空中加油能力;最大速度为高亚音速;升限为12200米。该机可以安装小型雷达或电子光学传感器,这些设备可以将获得的图像信息传输给操作员,空中或空间平台也可以为其提供远程信息。

洛克希德·马丁公司另一个作战型无人机方案是飞标式气动布局,类似B-2轰炸机,机翼后缘为锯齿状,没有垂直安定面,发动机进气道在飞机背部。飞机采用升力风扇发动机,垂直着陆(舰)时,升力风扇的喷管通过前起落架舱门向下喷气,此时机头设备舱可以前伸露出升力风扇进气道。飞机背部有收放式空中受油探杆和通信天线,供导航和空中加油用的航行灯。

总的来说,这些无人机可以通过地面车辆、军舰或控制飞机上的高速数据链由操作人员进行控制。事实上,人工智能完全可以对这些无人机进行控制,所谓的操作人员只是起到监督管理作用。如果通信中断,这些作战型无人机还可以自动完成任务。

当今验证机研究上世纪90年代,作战型无人机基本上处在概念设想阶段,下一步的任务就是生产验证机来对这些设想进行检验。1999年3月,美国波音公司获得国防先期研究计划局(DARPA)合同,研制X-45A作战型无人机原型机。2000年9月,首架X-45A在

密苏里州圣路易斯首次对外公开展示。2002年5月22日,X-45A在加利福尼亚爱德华兹空军基地进行首飞,几个月后第二架X-45A也进行首飞。

X-45A采用无尾翼隐身布局,机体表面为复合材料,内部结构使用的是铝合金材料,生产型的作战型无人机计划将大量采用复合材料。X-45A采用中单翼结构,机翼后缘为锯齿状,所有的后掠角均为45°,以便隐身。X-45A的动力装置为联合信号公司F-124涡轮风扇发动机,尾喷口为矩形带推力矢量的结构,喷口转动结构位于水平尾翼处。

x-45A有两个武器舱,一个武器舱携带飞行测试设备,另一个携带测试载荷,如1校450公斤的JDAM制导炸弹,或者一具多用途挂架,可挂载范围更广的小型弹药,如6枚113公斤炸弹。这种挂架再次挂载武器的时间不超过半小时。

第一架X-45A属第一个批次(Block1),它有一部超高频控制数据链和一部L波段遥测数据链。第二架X-45A属第二个批次,增加了一部超高频卫星通信数据链和一部Link 16高速数据链,后来第一架X-45A也按这个标准进行了升级。这两架X-45A主要用来验证无人作战飞机的战术可行性、通用性和作战价值评估,其作战任务包括压制敌方防空火力、实施火力打击、电子攻击以及情报、监视和侦察;整合作战型无人机与其他武器系统在实战中的运用;研究后备役军人操作这些无人机的可行性。

美国海军动作稍迟,直到2000年才着手本军种的作战型无人机的研制,海军分别授予波音公司和诺斯罗普·格鲁曼公司200万美元的合同,进行为期15个月的概念研究。

海军的作战型无人机要求比空军要复杂些,考虑范围包括防海水腐蚀、甲板发射与回收(着舰)、指挥和控制系统整合、强电磁干扰环境下操作问题等。海军还要求这种作战型无人机兼备侦察功能,能突破敌人防守严密的空域,为攻击提供目标识别服务。

诺斯罗普·格鲁曼公司研制的X-47最终击败波音公司的X-46。2001年,海军授予诺斯罗普·格鲁曼公司合同研制作战无人机的验证机,编号为X-47A“飞马座”。X-47A的外形类似箭头,没有垂直安定面;其机翼前缘后掠角为55。,后缘前掠角为35°,机翼共有6个控制舵面、2个升降副翼、4个镶板(inlaid),镶板类似扰流片,机翼翼尖上下表面分别有2个;前三点可回收式起落架,前起落架为单轮,主起落架为双轮。

X-47A动力装置为普·惠加拿大公司研制的JT15D-5C小型高涵道比涡轮风扇发动机,最大推力1450公斤力。发动机安装在飞机背部,进气口在机身上方靠近机头处,为了减少发动机风扇雷达反射截面积,进气道采用“s”形设计。为了减少研制费用,发动机尾喷口采用普通圆形结构,这种保守设计无法减少雷达反射截面积和降低红外线辐射信号。

X-47A在2001年7月30日下线,2003年2月23日在中国湖海军航空作战中心进行首飞。虽然没有进行武器投掷试验,但X-47A有2个武器舱,分别在发动机两侧,每个弹舱可以携带1枚225公斤模拟炸弹,主要用来测试载荷飞行性能。虽然X-47A还没有安装着舰钩,但它仍被用来测试在航母上的起降能力。还有一个测试内容是在不影响X-47A性能和隐身性能的前提下,增加甲板固定装置。这一点十分重要,X-47A体积小,在航母甲板上受海风影响极大,未来的作战型无人机在航母上使用必须考虑到这个问题。

除了研制x-45A和x-47A,美国还在进行MQ-1L/MQ-9“捕食考”和“全球鹰”等无人机的武器挂载试验,如MQ-1L挂载“毒刺”导弹用于自卫,MQ-9挂载JADM制导炸弹、“响尾蛇”空空导弹或“沉默眼”无人光学侦察滑翔机等,美国甚至考虑将“全球瘟”改进成无人攻击机。改进后的“全球鹰”可携带12枚LOCAAS或2枚JADM制导炸弹。美国制导武器的小型化也为作战型无人机的发展提供了技术基础。

实用型作战无人机研究受到美国空军和海军作战型无人机验证机项目的鼓舞,人们对实用型作战无人机的热情开始不断增长。同时,美国其他类型的无人机自2001年以来在阿富汗和伊拉壳战场上表现越来越抢眼,实战证明了无人机的价值。

美国空军和海军都提出自己的无人机计划。但是,2003年10月,在美国国防先期研究计划局的指导和高压下,空军和海军项目合并为“联合无人作战空中系统”(J-UCAS)项目。J-UCAS项目的候选机型是X-45A和X-47A后继机。但是此前国防先期研究计划局和波音公司已经开始进行x-45B项目。x-45B在X-45A的基础上放大尺寸,它被看作是实用型的无人机,原计划于2008年开始朋役。X-45B可携带1590公斤武器载荷,这种载荷条件下的作战半径为1665公里。波音公司计划生产2架X-45B,但是该机还没投产,空军就把热情投向了性能更先进的X-45C。X-45c是在X-45A基础上放大尺寸的攻击型无人机,虽然体积和重量增加,但其隐身性能更好。X-45C长11.89米,翼展14.94米。起飞重量16570公斤,有效载重2040公斤,作战半径2400公里,巡航速度0.8马赫。该机的两个内部弹舱可携带8枚SDB制导炸弹和波音公司新型114公斤级JADM制导炸弹。

2003年夏天,诺斯罗普·格鲁曼公司和洛克希德·马丁公司开始联手进行X-47B的研制,目的是跟波音公司进行竞争。这个联盟公司计划研制的作战型无人机将采用模块化设计,换装不同的模块以执行更大范围的任务。

海军对作战型无人机的要求是机体结构和起落架结构足够结实,以满足在航母上起落要求;安装着舰钩;安装自动靠近航母和着舰的电子设备:安装相关的导航系统。但是,联合项目最终不幸夭折:在2004年晚些时候,J-UCAS项目突然被分配给美国空军,而国防先期研究计划局的领导位置被空军所取代。2006年早些时候,美国空军宣布它们研制性能更好、更昂贵的作战型无人机,这意味着空军目前把远程战略无人轰炸机放在了首要位置,为此,X-45C项目被取消。

美国空军接管J-UCAS项目并改变这个项目内容,实际上宣布了J-UCAS项目的终结,空军准备重新确定作战型无人机的技术要求。2007年年初,美国海军重新启动作战型无人机的研制项目,2007年4月2日,美国海军正式决定在未来7年内投入10亿美元,为航母研制隐身作战无人机(UCAS),计划在未来两年内开始UCAS自主着舰性能测试,2010年左右完成所有的测试项目。空军也计划开始自己的作战型无人机研制项目,但在国防部的严厉要求下,美国空军和海军可能采用类似JSF的发展模式,共用一个平台发展各自的型号。得知这个消息

后,波音公司重新启动X-45C项目,诺斯罗谱·格鲁曼公司则在x-47B的基础上推出更先进的X-47C。X-47C主要执行攻击、电子攻击和压制/摧毁敌防空任务,可挂载4536~9072公斤载荷深入敌纵深执行任务。诺斯罗普·格鲁曼公司称,该机将在2011年具备投掷制导武器的能力,2018年形成初始作战能力。

另据报道,美国空军“捕食者”最新型号MQ-9“收割机”已被正式部署到内华达州克里空军基地。部署前,MQ-9先在加利福尼亚州完成了初始测试,然后耗时2个小时飞抵402公里外的克里基地,配备给第42攻击中队。该中队目前的主要任务是训练MQ-9的机务成员,以及开发、制订该机的战术一技巧一操作程序等。目前,MQ-9已经开始飞行训练,原计划到2009年之前,该中队的MQ-9数量达到18架。MQ-9可携带4枚227公斤级GBU-49制导炸弹,或2枚GBU-49制导炸弹和4枚“海尔法”反坦克导弹,同样可以携带近来开发的小型制导弹药。美国陆军希望在“捕食者”的基础上开发一种增程、多用途的“勇士”无人攻击机,据称,这个型号即将投产,可携带4枚“海尔法”反坦克导弹。2008年5月13日,在加利福尼亚的中国湖武器试验中心,美国一架MQ-9无人机首次完成了GBU-49制导炸弹的投放试验。这次试验表明,美国离实用化的无人攻击机又进了一步。

苏联/俄罗斯

早期研究苏联/俄罗斯在世界航空史上占据着十分重要的地位,对世界航空的发展做出了重要贡献。冷战时期,苏联无人机研制也很有特色,曾研制了多救无人机。跟其他国家一样,这些无人机主要用于战略战术侦察。但是,进入新世纪以来,当美国、欧洲以及其他国家的无人机发展呈现一片繁荣景象时,虽然俄联邦安全委员会通过了《2015年前及远景军事技术政策基础》,将进一步推动无人机的发展,但俄罗斯政府并没有实质性的促进举措,拨付资金不足而且迟迟不到位。倒是俄罗斯的航空企业,特别是雅克夫列夫和图波列夫两家有无人机设计经验的设计局采取了一些实质的步骤:这两家设计局已经开始投资进行系列化无人机的研制工作。雅克夫列夫和图波列夫设计局在有人驾驶飞机研制上已经远远落后于苏霍伊和米格MAPO两个集团公司,他们希望在无人机的研制上能争取到一些份额。

冷战时期,苏联的无人机研制很有特色,但这并不说明其无人机有多先进。总的来说,苏联甚至是俄罗斯时期,军方缺乏无人机作战使用和操作的军事学说,也就是苏联/俄罗斯对无人机在战争中的作用认识上很不积极。军方高层官员也对无人机没什么兴趣,因此,在无人机作战理论研究上苏联/俄罗斯明显不如美国。当然,技术上的限制也使得研制的无人机性能差强人意,执行任务时限制太多,相同功能的有人驾驶飞机更能满足军方的要求。因此,苏联无人机的研制基本上是以美国的无人机为参照物。冷战时期,以美国为首的西方无人机研制受制于当时的电子技术水平没有迎来大发展时期,但对无人机的认识和作用并不肤浅,而苏联对于新技术在战争中的运用方面明显不如西方,这是它与美国以技术为先导的武器研制原则的根本不同。

苏联的科技水平不如美国,因此,武器研制的创新能力也不及美国。但苏联采取了紧跟美国的策略,你有什么武器我也要有什么武器,不愿在任何一个领域落后于对方。在美国开始研制无人机时,前苏联也几乎跟西方同步在研制无人机,但是由于保密的缘故,西方对苏联/俄罗斯的无人机研制情况及水平知之甚少。除了用于靶机外,无人机主要用于战略侦察。因此,前苏联无人机体积相当大,如图-123、图-139和图-141等,都是在早期巡航导弹基础上改进而来,外形如同一架大型战斗机:图-123机长27.825米,翼展8.414米,载油量16600公厅,机身直径1.7米,机高4.78米,起飞重量35610公斤,最大航程3560~3680公里。

后来的无人机虽然体积有所减小,仍嫌庞大,操作极不方便,主要原因是苏联的电子技术和发动机水平不高造成的。前苏联无人侦察机主要执行战略侦察任务,原因是前苏联的有人驾驶战略侦察机要么速度太慢,要么航程不足。图-95和图-22等均研制了侦察型,但这两款战略侦察机之间存在着真空,无人战略侦察机的研制就是为了填补这个真空。由于其他方面的侦察技术的发展,前苏联对无人战略侦察机兴趣也不是很浓,似乎美国有了D-21无人机,它就应该有一个相应的型号。因此,图-123和其他的无人战略侦察机服役数量非常少,只有区区的52架,而且这些无人机只能使用一次。在战术侦察方面,无人机更是无法与有人驾驶飞机相比,特别是前苏联研制成功米格-25R后,其研制更是进入低谷。这一时期,美国的情况也差不多,但是,美国的无人机平台潜力挖掘能力更强,对无人机作用的研究也更多。

苏联解体时正是西方新型无人机研制的起点,俄罗斯由于政治和经济原因没有新型无人机研制计划,这跟其军方的认识有很大的关系。这一时期,俄罗斯无人机大部分都仅限于炮兵侦察和校射。车臣战争使西方对俄罗斯的无人机研制情况有了进一步了解,通过在车臣战争的表现,西方普遍认为俄罗斯无人机水平还处在一个相对落后的阶段,比美国和以色列要差得多。另外,俄罗斯空军也没有要求设计部门为其设计中空或高空侦察无人机。2001年10月8日的《航空周刊和空间技术》杂志提到,位于莫斯科的战略和技术分析(CAST)中心副主任康斯坦丁·马基恩科说:“俄罗斯在无人机方面严重落后于其他国家,无人机的研制应该放在俄罗斯军事的首要位置。”

近年来,俄罗斯军方对无人机的态度有了大变化,比较显著的变化一是俄罗斯颁布了未来无人机规划,二是为无人机的研制增加资金投入。世界范围的无人机发展热潮引起了俄罗斯国防部的注意,国防部开始把焦点集中到无人机的设计、发展和制造上,并且开始拨付资金进行研制。《航空周刊和空间技术》杂志2001年10月报道说,俄罗斯军事专家开始意识到他们正在错过无人机的技术革命,他们呼吁飞机设计局尽快在更大的范围内开始无人机的研制工作。在上世纪90年代,由于还没有从苏联解体的阵痛中恢复过来,俄罗斯基本上没有对无人机项目进行拨款。

根据2003年10月的《航空周刊和空间技术》杂志报道,在车臣战争期间,无人机对俄罗斯地面部队来说,其作用不可替代,但一些军事专家和高级官员仍然对无人机的作用和重要性严重低估,从俄罗斯的无人机方案就可看出一二。2007年8月莫斯科航展上的“鳐鱼”无人机的出现,似乎验证了俄罗斯一些设计局正在默默地做着一些实事,但同时也说明俄罗斯在这方面的研究,不论是品种、性能、设计、进度等等还

远远落后于美国。

作战型无人机研究就在俄罗斯军方将无人机仅限于侦察或炮校应用时,美国已经在研制作战型无人机。显然,在美国发动的几次战争中,这些无人机已经初露锋芒。这引起了俄罗斯的关注。有意思的是,俄罗斯最初的想法跟上文提到的美国和以色列开始打算改进退役F-16A的想法一样,就是将现役作战飞机改进成作战型无人机。伊尔库特公司(即原来的伊尔库斯克航空产业联合体收购了雅克夫列夫设计局75%股权后成立的新公司)正计划将雅克-130教练机己改进成无人作战飞机。雅克-130教练机航程2200公里,最大速度1000公里/时,共有7个外挂点(3个在机身,4个在翼下),载弹量为3吨。伊尔库特雅克夫列夫公司改进雅克-130的初衷是与雅克-130在后勤保障上保持一致,可以节省费用。这方面的进展还不详,雅克-130教练机很可能只作为研究之用,其气动布局、材料和发动机等方面对于无人机来说过于保守或落后了。由于俄罗斯作战型无人机起步较迟、基础研究很少,因此,在改进有人驾驶飞机进行作战型无人的研制不失为一个好办法。

除了改进雅克-130教练机,俄罗斯还进行了攻击型无人机的研究工作,比较著名就是将图-300侦察型无人机改为攻击型无人机。在上世纪90年代早期,图波列夫设计局开始研制图-300无人机,该无人机跟图-143和图-243基本布局相似,但它的机头一改此前型号的尖锥状,为钝圆形整流罩,里面是电子设备,整流罩下方还有一具小型玻璃罩,估计是光学设备;而整流罩上方也有一具小型整流罩,设备不详。图-300的发动机进气口面积增大,估计采用了涡轮风扇发动机,推力更大、油耗更低。美国提出研制作战型无人机后,俄罗斯希望研制一种大型高速无人驾驶武器平台以攻击美国的航母战斗群。据威尼科航空网站透露的消息说,这种新型无人机可能就是图-300。其他外国资料称,俄罗斯正在将图-300改为攻击型无人机,其机腹有一具挂架,挂载能力为1吨。据俄罗斯方面称,图-300具有较高的飞行速度和优秀的隐身性能,可以轻松突破航空母舰编队的防空体系,对航母实施直接攻击。由于保密原因,除了图-300图片外,没有俄罗斯官方进一步消息。

以上源于国外的资料有明显夸大图-300攻击型无人机性能的嫌疑。不管从哪个角度看,图一300的设计都显得过时了,用于攻击美国航母战斗群只是一厢情愿的想法。图-300作为无人攻击机比美国及西方的设计要落后得多,从近年苏霍伊集团和其他公司公布的一些无人机概念机来看,其可能只作为作战型无人机的研究机而已,不是实用方案。当然,图-300设计时间比美国及西方的作战型无人机要早,其保守的气动布局不难理解。但近年来,一直未看到俄罗斯作战型无人机验证机问世,这多少有点让人意外。苏联,俄罗斯设计的飞机非常有特色,可以想象,世界航空没有俄罗斯的参与会是多么单调。

在无人机研制方面,俄罗斯的设计局比军方更加着急,这些设计局对空军的消极态度抱怨不断。另外,设计局对于空军要求他们用本单位资金研究和发展无人机极为不满。可以看出,俄罗斯政府或军方对无人机的支持力度远远不及其他国家,往往雷声大、雨点小。俄罗斯有很多在研制无人机方面经验丰富的设计局,如雅克夫列夫设计局(现称伊尔库特公司)、卡莫夫设计局、图波列夫设计局等。苏霍伊设计局在设计无人机方面虽然是新手,凭借其技术力量和强大的资金优势,也被要求参与到无人机项目中来。苏霍伊设计局曾公布过一款背部有圆盘形天线整流罩的高空无人侦察机,气动布局十分新颖。米格-MAPO集团在苏联解体后大幅度衰落,仅靠米格-29的可怜销量维持生计,近几年该集团才摆脱了长期亏损的局面。由于俄罗斯第五代战斗机研制的工作由苏霍伊公司承担,米格-MAPO集团希望能研制类似美国F-35的低档第五代战斗机,但这方面似乎没有更多的消息。无人机成为新世纪的宠儿后,米格MAPO集团决意进军无人机领域,并有望凭借自己的实力成为这个领域的领头羊。2007年8月21日-26日的莫斯科航展(MAK2007)上,米格-MAPO集团先声夺人,推出了一款独特的作战型无人机,即“鳐鱼”隐身无人攻击机。

据称,“鳐鱼”无人机的历史可以追溯到20年前——美国B-2隐身轰炸机出现后,其独特的飞翼式布局和隐身性能引起了各国的关注。为了研究这种布局隐身性的原理和特性,其他国家也进行了类似布局的飞行器研究,有资料证明苏联,俄罗斯也进行了这方面的研究。作战型无人机渐渐走上历史舞台后,三年前,米格-MAPO集团将本公司的研究成果进行了重新设计,使之成为一款作战型无人机的研究机。

“鳐鱼”无人机采用当今流行的飞翼式布局,跟B-2轰炸机布局类似,机翼前、后缘和机身边缘采用平行设计,将高强度雷达反射波集中到与机身前、后缘垂直的四个方向上:进气道位于机身上方接近机头部位,采用单进气口“分叉式”进气,两个分叉的进气道由一具垂直隔板分开,以防止入射雷达波直接照射发动机风扇的迎风面后形成强反射源。另外,机腹武器舱门和机身所有口盖边缘也被设计成锯齿状。飞翼式布局的好处一方面是具备较好的隐身性能,另一方面这种布局具有较高的升阻比,内部空间大,美国X-45C、X-47B和欧洲“神经元”无人机也采用的是这种布局。但是,“鳐鱼”无人机的布局又有些不同,主要是背部隆起部位较西方的几个型号都要大。据称,米格MAPO集团生产了2架原形机,其中一架为有人驾驶型号,这个隆起部位可能就是安排飞行员座舱的。毕竟俄罗斯这方面的研究还比较少,这样做可以减小风险。

“鳐鱼”无人机采用1台RD-5000B型涡轮涡扇发动机,从进气口和尾喷口看,这款发动机没有加力燃烧室,这对于亚音速的无人机来说是最合适不过的了。RD-5000B装有扁平的二维推力矢量喷管,主要用于俯仰和偏航控制。“鳐鱼”无人攻击机长约10.25米,翼展约11.5米,重10吨,载弹量2吨,航程4000公里,最大飞行速度800公里/时。它拥有两个内置武器弹舱,在米格MAPO集团的武器携带能力展示中可以看到,该无人机可以携带Kh-31A反舰导弹、KAB-500精确制导炸弹和Kh-3IP反辐射导弹等,其对地和对海攻击能力非常强。

“鳐鱼”无人攻击机还只是验证机,但它的出现让西方大吃一惊,这足以说明俄罗斯在无人机研制方面迈出了实质性的步伐。相信其他设计局也有自己的产品,俄罗斯作战型无人机春天的到来会极大丰富世界无人机市场。

其他国家

美国大搞作战型无人机研制同样引起了世界其他国家的兴趣,一些国家纷纷推出自己的研究/验证型号作战型无人机。只是到目前为止,这些方案

在先进程度上不如美国,研制进度上也落后于美国。但是,欧洲一些国家的研制起点非常高,力争摆脱美国的控制,在新武器研制上不至于被美国用得太远。中国、印度等第三世界国家也加入到这个行列。除了美国,其他国家无人机的研制范围非常窄,不像美国那样遍地开花。不过话又说回来,美国很多研究方案也不排除是为了迷惑外界。跟美国一样,作战型无人机的研究基本上都从无人攻击机入手,但在战术使用上已经出现了一些有益的探索,比如,英国和法国提出无人攻击机伴随有人驾驶飞机一起出击等。无人机的时代正在拉开序幕。

英国英国曾展示过一种作战型无人机概念机,名为“普罗蒂斯”(Protcus,希腊神话中变化无常的海神)。这种无人机更像是可重复使用的巡航导弹,六角形截面机身,整机外形类似凿子,伸缩式前掠翼,三角形尾翼。“普罗蒂斯”采用伞降回收方式,它可携带不同种类的武器载荷。这种概念机过于“神话”了,缺乏可行性,但是英国提出的无人攻击机伴随有人驾驶战斗机的战术引起了关注。笔者认为这种战术可能并不是战斗机飞行员指挥无人机作战那么容易,需要解决的战术问题非常多,诸如分散飞行员注意力会降低作战效率问题等。

跟美国一样,经过概念研究后便进入研制验证机阶段。上世纪90年代后期,英国BAE系统公司研制过一种名为“乌鸦”(Raven)的作战型无人机验证机,2架中的第1架于2003年12月17日在澳大利亚的武麦拉武器试验场进行首飞,这天碰巧是莱特兄弟第一架飞机升空100周年。为了达到低可探测性(隐身),“乌鸦”无人机大量采用碳环氧树脂材料,其外形跟美国x-45有点相似。后来“乌鸦”无人机的后掠机翼改为平直翼,提高了续航时间,改进后的无人机名称改为“渡鸦”(Corax)。其实,“Raven”跟“Corax”都是“乌鸦”的意思,只不过为了区别,后者使用的是拉丁语。

据美国《航宇日报》报道,2006年12月7日,英国国防部宣布正在启动一个全尺寸的作战型无人机验证机项目。这个已被命名为“塔拉尼斯”(Taranis,凯尔特神话中的雷神)的项目将由英国BAe系统公司领导,项目组成员还包括罗尔斯·罗伊斯公司、史密斯公司和奎奈蒂克公司。该项且目前规划的总投资为1.24亿英镑(合2.43亿美元),第一阶段将持续4年时间,验证机预定在2010年首飞。“塔拉尼斯”项目将以此前英国国防部和BAE系统公司进行过的一些保密研究为基础,其目的是通过全面的技术验证,为英国国防部有关未来采用有人驾驶飞机和作战型无人机混合的空中力量进行纵深打击的构想提供决策支持。英国皇家空军的参谋长助理认为,第一种作战型无人机将在2018-2020年进入皇家空军服役。该项目由英国独立进行,英国政府曾经考虑过参与多国作战型无人机验证机项目,但最终放弃了这一打算,并且现在限定“塔拉尼斯”项目只能由本国企业参与。英国这么自信也是无奈,其他欧洲国家大部分都已经参与到“神经元”项且中去了。“塔拉尼斯”验证机的任务构想以纵深打击为主,其次是监视与侦察。

2006年初,英国政府已经明确表示,“联合战斗机”(JCA,即F-35战斗机的英国型号)将是英国装备的最后一种有人驾驶战斗机。英国空军希望在2020年左右装备一种作战型无人机,承担起纵深打击和摧毁敌方防空系统的任务。因此,“台风”、F-35和作战型无人机将成为英国未来空战力量的中坚。不论是“乌鸦”还是“渡鸦”、“塔拉尼斯”都只是验证机,它们离成为实用型尚远,而且过于科幻式的布局往往很难开花结果。激进式的研制步骤对于航空技术相对较弱的国家来说,并非是一个正确的道路。即使美国的x-45c和x-47B气动布局很前卫,但也要有F-117、B-2和F-22的研制基础。2007年,英国BAE公司对航空系统业务分布进行调整,其主要研究与发展工作将逐渐集中到无人机和无人攻击机领域。由此可以看出英国发展作战型无人机的决心之大。就是在这年,英国无人攻击机研制全面展开。果真,2008年英国范堡罗航展上,BAE公司推出了“螳螂”大型无人攻击机模型。

“螳螂”无人攻击机采用2台螺旋桨发动机,机翼共有6个武器挂架,可搭载GBU-12激光制导炸弹及“硫磺石”式反坦克导弹。机身底部装有传感器及雷达,机头上方装有卫星天线。英国航空系统公司表示,“螳螂”无人机及地面控制设备的研制工作已经开始。

英国有严重依赖美国的倾向,因此,作战型无人机的研制比其他国家要晚,而且得不到其他欧洲国家的响应,独立研制预计困难重重。英国在上世纪60年代退出世界战斗机市场后,一直心有不甘。其他国家提出研制第四代战斗机后,英国也曾提出过一些方案,但都昙花一现。这次的作战型无人机不知道是不是虚张声势,不排除日后英国仍购买美国作战型无人机的可能性。

法国法国向来独立意识非常强,不希望把本国的命运跟美国联系在一起。为此,法国在武器研制上不仅有法国特色,本国的军事工业也十分完善。法国和德国都强调欧洲是“欧洲人的欧洲”,它们在新武器系统的研制上容易得到其他欧洲国家的支持,联合研制不仅可以减轻财政的压力,还可以在更大范围得到使用,有利于降低成本。

法国达索公司在上世纪90年代末期进行了一种缩小比例的隐身验证机测试飞行工作,这种无人机名为AVE,意思是试验型空中飞行器。AVE无人机外形跟“鳐鱼”类似,背部有发动机进气道,尾部有2片尾翼。AVE的动力装置为2台AMT发动机,起落架可以回收。AVE长度和翼展都是2.4米,空重为35公斤,起飞重量为60公斤;作战半径为150公里,最大速度600公里/时。AVE无人机主要用来验证法国达索公司在隐身方面的设计工作,测试结果计划用于作战型无人机、侦察型无人机和高速靶机上。2000年7月,AVE进行了首飞。法国研制作战型无人机的步骤类似美国。AVE无人机试飞后,达索公司计划研制放大尺寸的中型和大型AVE。但是,2004年晚些时候,这个项目被中止。

受到美国作战型无人机项目的鼓舞,早在2003年,达索公司就提出研制全新的作战型无人机验证机,2004年早些时候获得了研制合同。这个项目受到了欧洲其他国家的关注,意大利、瑞士、西班牙、瑞典和希腊后来也都加入到这个项目中来,被命名为“神经元”。另外,德国、比利时和俄罗斯也对这个项目很感兴趣。

2005年夏天,“神经元”无人机全尺寸模型在巴黎航展上首次露面,其外形也是飞标状,发动机在飞机背部,隐身措施包括采用“s”形进气道,红外线信号抑制尾喷口,大量采用雷达吸波材料等。“神经元”无人机的动力装置为罗·罗公司和SNECMA联合研制的“阿

杜尔”发动机。该发动机跟“美洲虎”使用的发动机类似,只是安装了更先进的风扇。“神经元”无人机长约9~10米,翼展约12米,空重约2~3吨,起飞重量约为5吨,该机的尺寸大致接近“幻影”-2000战斗机。“神经元”可以使用精确制导弹药自主进行对地攻击,采用先进的隐身设计和技术,具有较低的雷达截面积和红外辐射特征,可以用马赫数0.8的速度渗透敌防空网。“神经元”项目的总预算为4.05亿欧元,法国将占一半,其他由另外五国分担。2006年2月“神经元”无人机项目正式开始,初期将进行为期3年的系统定义与设计阶段(含有关低可探测技术研究),此后项目将进入生产制造阶段,验证机预定在2011年首飞,2011-2013年将完成约100架次的试飞,2012年将进行激光制导炸弹投掷试验。

2003年春天,意大利阿莱西亚航空公司对外展示一种1:2作战型无人机的模型。这种模型没有飞行能力,仅做地面测试。这种无人机的原型机编号为“天空”-x,于2005年5月29日在瑞典进行首飞。“天空”-x主要用作“神经元”项目的子系统的验证机。

德国2006年5月11日,“梭鱼”无人机正式试飞,随后,该无人机正式对外公布。“梭鱼”无人机于2002年由欧洲航空防务与航天集团(EADS)军用飞机分部研制,德国和西班牙为项目主承包商。“梭鱼”无人机长8.25米,翼展为7.22米,由于采用了大量的复合材料,该机全重3000公斤,是目前欧洲研制的最重无人机。EADS称“梭鱼”无人机只是一种技术验证机,主要用于无人侦察机、无人通信中继机和无人作战飞机的研究。由于“梭鱼”无人机体积较大,EADS计划在该无人机上安装内部弹舱,以研究发射和投掷制导武器时对飞机隐身性能的影响。据称,“梭鱼”无人机的研究成果将用于EADS研制的下一代无人作战飞机上。2006年9月23日,这架“梭鱼”无人机试验时坠落,给EADS的研究工作带来了负面影响,但其作战型无人机的研制工作不会因此停止。

在作战型无人机研制的热潮中,德国这次不作为很奇怪,一没提出本国的方案,二没有参加欧洲联合项目,不知其葫芦里卖的什么药。

以色列以色列是研制无人机经验十分丰富的国家,其研制能力首屈一指,尤其小型无人机的研制能力超过了其他国家。以色列研制的一些无人机在实战中取得了非常好的效果,一些第三世界纷纷购买以色列的小型无人机,其中“哈比”无人机(如果它有资格称为无人机的话)成为热销产品。但在世界无人机浪潮到来之时,以色列似乎没什么动静,对作战型无人机也没有明确的性能要求,这点非常让人难以理解。以色列空军官员称,如果以色列需要作战型无人机,那么他们将在退役的F-16A或其他战斗机上进行改进。以色列飞机工业公司(IAI)官员说,他们对大型螺旋桨动力的作战型无人机十分感兴趣,因为这种动力无人机具有续航时间长的优点,而且完全可以作为火力支援平台,携带制导炸弹对目标发起攻击。

瑞典瑞典政府已经授权SAAB公司开始对作战型无人机展开研究,该项目名为“SHARC”,意思是瑞典高度先进研究配置。这个研究项且在上世纪90年代后期开始进行(比美国还要早),SAAB公司共考虑过9种结构配置,最后选定了一种。1999年,该无人机研究项目进行了低速风洞试验,同年还进行过从内部弹舱投放模拟武器的试验。2002年早些时候,该无人机研究项目秘密进行了缩小比例的验证机飞行试验,后继进展情况不详。由于瑞典加入了欧洲作战型无人机项目,其本国项且很可能已经终止。

结语

作战型无人机的前景无疑吸引着各国军队的注意,在这个信息化的时代,谁都不愿错过这个发展的大好时机。但要让作战型无人机独立自主作战,需要做的基础研究还很多,特别是格斗型无人机在目前来说较难实现,因为人工智能化的程度还远没有让这些无人机能在瞬息万变的战场随机应变。不过,这种无人机的相应配套技术的研究已经开始,但还处在较为原始的阶段。尽管存在着一些困难,其发展方向并不会改变。

无人攻击机和无人轰炸机是目前阶段相对容易现实的型号,攻击型无人机对事先确定的地面目标进行攻击不存在太大的障碍,在2001年2~6月间,“捕食者”无人机进行了挂载“海尔法”激光制导导弹攻击地面静止目标的系列试验,x-45和“全球鹰”等都携带导弹或制导炸弹进行了试验。实战中,美国“捕食者”无人机已经向世界展示了它的能力。除已经确定的固定目标外,即使对付某些地面或海上移动目标,目前也不存在多大困难。当然,这需要有其他飞机的信息支持才能现实。美国海军和空军是从攻击型无人机开始入手的,其他国家作战型无人机的研制道路也基本类似。当然,对于某些地面目标来说,无人攻击机还得解决自主搜索、目标分配、攻击目标等几个阶段,要达到这种智能攻击目标的技术水平,还要走很长的路。

(编辑/一翔)

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