歐洲無(wú)人駕駛作戰(zhàn)飛機(jī)(UCAV)研發(fā)系列報(bào)道之三-斯堪地那維亞之翼

精品文檔-下載后可編輯歐洲無(wú)人駕駛作戰(zhàn)飛機(jī)(UCAV)研發(fā)系列報(bào)道之三:斯堪地那維亞之翼作為一個(gè)有著70多年歷史的世界級(jí)知名企業(yè)，瑞典薩伯公司長(zhǎng)期以來(lái)一直從事著固定翼飛機(jī)的研制和生產(chǎn)，以“鷹獅”為代表的各型作戰(zhàn)飛機(jī)聞名遐邇，享譽(yù)世界。隨著無(wú)人駕駛作戰(zhàn)飛機(jī)(UCAV)的蓬勃興起，薩伯公司在上世紀(jì)90年代末期開始從事無(wú)人機(jī)關(guān)鍵技術(shù)的驗(yàn)證和發(fā)展，先后通過(guò)$HARC項(xiàng)目和FILUR計(jì)劃陸續(xù)掌握了無(wú)人機(jī)自主飛行和隱身設(shè)計(jì)的核心技術(shù)，并在歐洲六國(guó)的“神經(jīng)元”(Neuron)計(jì)劃中扮演重要角色。其后，薩伯公司針對(duì)市場(chǎng)需要，將無(wú)人機(jī)方面的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)應(yīng)用到垂直起降平臺(tái)領(lǐng)域，發(fā)展出Skeldar系列無(wú)人直升機(jī)，希望能夠在國(guó)際市場(chǎng)上占據(jù)一席之地。

早期技術(shù)探索

20世紀(jì)90年代后期，瑞典薩伯公司的“未來(lái)項(xiàng)目和技術(shù)”部門開始涉足UCAV技術(shù)領(lǐng)域的研究。1998年，薩伯公司在“國(guó)家航空研究計(jì)劃”(NFFP)框架內(nèi)著手無(wú)人機(jī)的研制工作，目的是在低成本前提下，研究UCAV完成攻擊任務(wù)所需的隱身構(gòu)型。當(dāng)年4月至7月，薩伯公司在方案設(shè)計(jì)階段先后提出了9種不同的氣動(dòng)布局，分別代表了不同的結(jié)構(gòu)理念。

這9種設(shè)計(jì)方案都采用了相同的扁平機(jī)身，主要區(qū)別在于機(jī)翼和尾翼的設(shè)計(jì)，它們分別是：(1)平直機(jī)翼+外傾雙垂尾；(2)小后掠翼+外傾雙垂尾：(3)三角翼+較小的外傾雙垂尾；(4)前掠翼+平尾+推力矢量；(5)大后掠翼+無(wú)尾布局；(6)鴨翼+后掠翼；(7)菱形機(jī)翼+較小的外傾雙垂尾；(8)帶邊條機(jī)翼+外傾雙垂尾；(9)后掠翼+外傾雙垂尾+平尾。

此后，經(jīng)過(guò)近一年的不斷優(yōu)化和篩選，薩伯公司最終選擇了一種采用機(jī)翼、平尾和雙垂尾的常規(guī)布局，進(jìn)行下一階段的研制與發(fā)展工作，并將這種驗(yàn)證機(jī)命名為“瑞典尖端研究布局”(SHARC)。1999年3月，SHARC風(fēng)洞模型開始在瑞典航空研究院的低速風(fēng)洞中進(jìn)行一系列吹風(fēng)試驗(yàn)，同時(shí)還實(shí)施了內(nèi)部武器艙掛裝各型武器的測(cè)試。2000年9月，這個(gè)項(xiàng)目在T1500風(fēng)洞內(nèi)進(jìn)行了試驗(yàn)，目的是確定飛行包線的范圍。次年，薩伯公司正式開始研制一種縮比驗(yàn)證機(jī)。

SHARC驗(yàn)證機(jī)體現(xiàn)了較為保守的布局設(shè)計(jì)。它采用了類似沖浪板的機(jī)身，具有優(yōu)異的升力效應(yīng)，小后掠角機(jī)翼和全翼展襟副翼確保了良好的氣動(dòng)性能，同時(shí)采用了全動(dòng)式水平尾翼和外傾式雙垂尾，垂尾后緣有全展長(zhǎng)方向舵。動(dòng)力裝置采用了荷蘭AMT公司的“奧林匹斯”發(fā)動(dòng)機(jī)，推力0.2千牛，安裝在機(jī)體后部。SHARC驗(yàn)證機(jī)的起飛重量50公斤，機(jī)長(zhǎng)2.5米，翼展2.1米，艙內(nèi)容積較大，可裝載大量傳感器設(shè)備，也可裝備武器系統(tǒng)，因此既可用于偵察和監(jiān)視，也可作為UCAV。

2022年2月11日，SHARC驗(yàn)證機(jī)秘密進(jìn)行了首次飛行，直到當(dāng)年7月才正式公開。薩伯公司根據(jù)試驗(yàn)需要，先后制造了4架SHARC驗(yàn)證機(jī)，分別編號(hào)為BS001、BS002和BT001、BT002。兩種型別的布局結(jié)構(gòu)大體相同，主要區(qū)別在于：BS型采用了固定式起落架、埋入式進(jìn)氣道、一體式發(fā)動(dòng)機(jī)艙和機(jī)頭空速管，而BT型采用了可收放式起落架、軸向式進(jìn)氣道加雷達(dá)信號(hào)屏蔽裝置和機(jī)身上部空速管。

薩伯公司在這些驗(yàn)證機(jī)內(nèi)安裝了新的航空電子設(shè)備，使其能夠按預(yù)編程自主飛行，在網(wǎng)絡(luò)中心傳感器使用中扮演主要角色。在2022年年初的一次能力演示中，在瑞典北部上空飛行的一架SHARC驗(yàn)證機(jī)獲得的視頻圖像，通過(guò)壓縮和加密，經(jīng)下行鏈路，從2000米高空下傳到林徹平，在地面站內(nèi)幾乎可以看到實(shí)時(shí)圖像。

2022年8月25日，薩伯公司在維德塞爾(Vidsel)試驗(yàn)基地首次實(shí)施了SHARC驗(yàn)證機(jī)的完全自主飛行試驗(yàn)。在沒(méi)有飛行員協(xié)助的情況下，SHARC驗(yàn)證機(jī)完全按照預(yù)定程序進(jìn)行了起飛，并利用無(wú)線電高度表和差分全球定位系統(tǒng)，成功地完成了自主飛行和準(zhǔn)確著陸。這一重要里程碑的意義在于明顯降低了UCAV研制風(fēng)險(xiǎn)，可以在黃昏和黑暗中實(shí)現(xiàn)著陸，為無(wú)人機(jī)的戰(zhàn)術(shù)使用奠定了基礎(chǔ)。由此，薩伯公司也成為能夠?qū)嵤o(wú)人機(jī)完全自主飛行的少數(shù)幾家公司之一。

經(jīng)過(guò)幾年的潛心研究和廣泛試驗(yàn)，薩伯公司已經(jīng)基本掌握了隱身領(lǐng)域的各種技術(shù)和方法，涵蓋了隱身分析和測(cè)量、材料研制和生產(chǎn)工藝等多個(gè)方面。2000年年底，薩伯公司與瑞典防務(wù)裝備管理局(FMV)經(jīng)過(guò)充分論證之后，發(fā)起了一項(xiàng)“創(chuàng)新的低可探測(cè)性無(wú)人駕駛飛行平臺(tái)”(FILUR)計(jì)劃，主要目標(biāo)是驗(yàn)證低可探測(cè)性技術(shù)在戰(zhàn)斗機(jī)上的重要作用，為未來(lái)航空系統(tǒng)和空中監(jiān)視系統(tǒng)的隱身需求積累研究經(jīng)驗(yàn)。

2022年，薩伯公司制定了項(xiàng)目設(shè)計(jì)要求，重點(diǎn)研究雷達(dá)和紅外特征的低可探測(cè)性技術(shù)，并率先開始了飛行控制系統(tǒng)的研究。在2022年期間，研制項(xiàng)目組的規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大，F(xiàn)MV和沃爾沃(Volvo)航空公司先后參與其中，實(shí)施了一項(xiàng)可行性研究，提出了一種隱身飛行器概念。到2022年年初，這個(gè)項(xiàng)目進(jìn)入到第四階段，開始評(píng)估FILUR驗(yàn)證機(jī)的航空電子設(shè)備和控制系統(tǒng)。

與SHARC驗(yàn)證機(jī)的設(shè)計(jì)完全不同，F(xiàn)ILUR驗(yàn)證機(jī)在總體布局上更加強(qiáng)調(diào)外形隱身，并采用了吸波結(jié)構(gòu)材料，以便可以在戰(zhàn)術(shù)使用的各個(gè)階段，保持一種非常低的雷達(dá)反射截面積。該驗(yàn)證機(jī)最初設(shè)想采用類似B-2轟炸機(jī)的飛翼布局，但由于在飛行控制研究方面缺少豐富的經(jīng)驗(yàn)和有效的技術(shù)，最終還是在飛翼上加裝了垂尾。這架驗(yàn)證機(jī)的翼展2.5米，機(jī)長(zhǎng)2.2米，最大重量約55公斤，最大飛行速度超過(guò)250公里／時(shí)。

FILUR驗(yàn)證機(jī)采用翼身融合體設(shè)計(jì)，具有大后掠前緣，機(jī)身和機(jī)翼的后緣呈W形，分別對(duì)應(yīng)平行于前緣。較長(zhǎng)的機(jī)翼延伸段，可以有效地提供升力，有利于實(shí)現(xiàn)更大的續(xù)航能力。機(jī)翼后緣分別設(shè)計(jì)了襟翼和副翼，并在相鄰的機(jī)身后部設(shè)計(jì)有機(jī)身襟翼。兩個(gè)面積不大的垂尾安裝在機(jī)身尾部的懸臂結(jié)構(gòu)上，內(nèi)傾遮蔽著尾噴口。

這架驗(yàn)證機(jī)采用上方埋入式進(jìn)氣道。粗略看來(lái)，機(jī)身前部正上方的進(jìn)氣口形狀類似于菱形，然而，仔細(xì)分辨可以看出，真正的進(jìn)氣口截面為三角形。原因在于：進(jìn)氣口前部大面積采用了新型吸波材料，造成了視覺上的