无人机在航母上的试验为无人空战系统清除障碍

　　无人机在航母上的成功试验为无人空战系统清除障碍

　　海军选择了一些军工公司来测试航母对无人战斗机的适应能力，这些公司正在发展先进概念、技术的实际能力。

　　诺斯罗普•格鲁门集成系统公司对X-47无人空战系统验证机的设计进行了修改，使之可在航母上自动起飞和着陆，并在一个只有海军飞机的环境中执行作战任务。

按照在8月与海军航空系统司令部签订的合同，该公司得到6.358亿美元的资金用来验证从航母上起飞一个低可见性的无人战术喷气机的可行性。

　　就像名为无人空战系统验证机那样具有挑战性，诺斯罗普•格鲁门公司已经为海军无人空战系统概念颇具潜力的后继发展做好了准备。该公司已经对许多像如何在航母的飞行甲板和跑道上操纵无人空战系统之类的技术挑战提出许多解决方案，公司也相信这将改变海军使用有人驾驶的航母舰载机的作战样式。

　　然而海军无人空战系统高级发展项目的负责人里奇•布拉塞尔海军上校强调无人空战系统验证机是一个独立的项目，而不是用来测试海军无人空战系统的一个原型机。无人空战系统验证机将包括在航母规定区域内进行弹射、着陆制动、滑行等动作以测试这些能力的可行性。一个成功的无人空战系统验证机很可能将促使海军发展具有作战能力的无人空战系统。

　　无人空战系统验证机项目拥有7.073亿美元的充足资金，计划将进行到2013年，包括两个通讯和飞机管制系统。布拉塞尔说无人空战系统验证机将标志着固定翼无人机首次从一艘航母上起飞和着陆。

　　在二战期间，海军在密歇根湖完成了遥控飞机从训练航母上起飞的试验；在朝鲜战争中，由战斗机改装的遥控飞机在有人驾驶的攻击机控制下对敌军目标进行打击；在越战中，“火蜂”遥控飞机从航母“突击者”号上起飞对北越目标进行打击。但是海军在使用这些飞机时，都没有进行航母着陆这个动作。

　　诺斯罗普•格鲁门公司正在为无人空战系统验证机项目的进行建造X-47B。该型飞机由X-47A发展而来，X-47A曾在前些年开始的最初的无人空战系统项目中进行试飞。联合无人空战系统项目就是由这个项目发展而来，但由于海军和空军在性能需求上产生分歧，联合无人空战系统项目在去年被终止。

　　布拉塞尔说：“我们能够协调联合项目中技术专家的意见并继续发展X-47B。这并不是浪费时间和金钱，这是值得的。”

　　诺斯罗普•格鲁门公司无人空战系统验证机 X-47B项目负责人斯科特•温斯普说，像X-47B这样无尾翼的设计是满足海军所要求的全部特性的关键。这些特性包括低可见性、作战行动的隐蔽性、在双方激烈争夺的战场空间中保持持续的存在等。

　　布拉塞尔说事实上低可见性的要求推动了这种飞机的设计，特别是无尾翼设计。

　　温斯普说：“对于飞行员来说，在航母上着陆的困难在于飞机的迎角差不多和飞行员有限的视界一样大，飞行员很难观测着陆完成的情况。这种机翼的设计对于现在安装有精确着陆电子装置的航母是非常实用的。”

　　布拉塞尔说：“机身的低可见性要求飞机外壳的正投影要尽可能地在雷达上呈现一个较小的信号。这使很多制造工艺受到限制，例如起落架位置、尾钩等以及对飞机外形所做的改动。我们正在同时做两件事情，一个是低可见性，另外一个是无人驾驶。而对我们来说，将这两者结合起来的确是一个很大的挑战。”

　　温斯普说，在诺斯罗普•格鲁门公司所属的位于加利福尼亚州帕姆达勒的工厂已经开始对首架X-47B“飞行器1”进行装配。首次试飞将于2009年11月在加利福尼亚州爱德华空军基地进行。之后，航母起飞和着陆制动的测试将在马里兰州帕图克森特的海军航空站进行。在海上航母的飞行测试将于2011年11月进行。

　　布拉塞尔说，X-47B将装备精确的全球定位系统和由罗克韦尔公司建造的用于控制飞机的战术瞄准网络技术。诺斯罗普•格鲁门公司建造的联合精确飞机着陆系统已在有人驾驶飞机上得到论证，现在这种系统将装备X-47B。

　　海军还没有为无人空战系统建立相应的作战概念，但是诺斯罗普•格鲁门公司正在为无人空战系统形成一个作战概念。公司设想的无人空战系统的设计将包括：机翼为方便在航母甲板上操作设计成可折叠式；飞行速度要达到高亚音速；飞行高度要达到40000英尺；有效载荷达到4500磅，其中在两个弹药舱中每一个都包含6枚精确制导小口径炸弹或者一枚2000磅重的联合直接攻击弹药；未来有效载荷还可能包括在武器舱的电子攻击组件、信号情报组件、补给燃料罐。

　　退役的攻击机飞行员提姆•比尔德现在是诺斯罗普•格鲁门公司无人空战系统对航母适应性和系统集成项目的经理，他看到了对于无人空战系统革命性的远程打击能力的潜力。

　　他说：“航母可以驻泊在距敌对区域2000海里远的海上，保持5架无人机在预定路线巡逻来提供对目标的情报监视侦察活动。无人机将远离敌对区域，实施50个小时或者更多的不间断侦察。迄今为止没有任何系统能够做到这点。”

　　温斯普说：“由于无人空战系统采用的是无人驾驶飞机，所以不像有人驾驶飞机那样还要受到飞行员需要休息时间的限制，无人机可以在空中滞留50-100小时执行任务，极大地增加了探测范围。留空性能的增强还使更少的部队控制所需的更大的覆盖范围成为可能。无人空战系统其他优点还包括：不需要花很多钱训练飞行员，不需要援救落水飞行员。由于飞机不需要频繁起降，机身寿命也可能将得到延长。但是这需要消耗许多飞机进行练习。“

　　比尔德和温斯普承认对已经发展了将近一个世纪的航母舰载机界解释无人空战系统的潜力是一个挑战。

　　比尔德说：“现在没有一个实体组织将这个系统推广到海军。让海军飞行员认为我们能够做到这些是一件很难的事情。”

　　温斯普说：“我们必须能够向海军和国会展示拥有这些能力后美好的前景。”

　　比尔德说：“诺斯罗普•格鲁门公司的目标是为无人空战系统提出技术解决方案和作战想定，使航母在作战时免受现在飞行甲板上操作复杂性的影响。我们无法改变在飞行甲板上操作的任何程序，所以无人机必须能够适应这些程序。”

　　这种可折叠机翼飞机将能够在机库甲板上任何地方停放，比最低的悬垂物还低20英寸。在机库甲板上，维修人员可通过从飞机上降低引擎对其更换，这样就无需从引擎舱里拖出飞机后部引擎从而节省了空间。起落架支柱能够升高至20英寸以便降低引擎进行更换，这样在更换引擎时就无需使用千斤顶。这种飞机体积很小，航母升降机可同时容纳三架飞机。可折叠机翼的机械装置设计可承受的最大风速为60节。折叠机翼的接合处光滑性保持了机身的低可见性。为满足低可见性的要求，燃料填充罐被安装在机身内部靠近右侧起落架的位置。武器舱将使用与F-35“闪电II”联合打击战斗机相同的炸弹悬吊系统。维修人员将使用一台可适应各种恶劣条件的笔记本电脑代替纸张记录故障现象。

　　诺斯罗普•格鲁门公司在爱德华空军基地已经使用X-47A飞机练习航母甲板滑行。

　　比尔德说：“对于许多海军飞行员包括我自己来说，无人机独立地在飞行甲板上滑行的想法是理念上的一个巨大飞跃。我们必须确信我们这样做是正确的，在整个无人空战系统概念中这是一个最大的障碍。机库甲板和飞行甲板的兼容性将不作为无人空战系统验证机项目的一部分进行测试。我们预算受限，所以我们必须做一些决定。我们只对飞机安全地脱离拦阻索和进入到弹射器的位置这些动作进行测试，并不打算进行所有的滑行测试。”

　　诺斯罗普•格鲁门公司正在计划为甲板上的工作人员研制一个手持式制动控制装置，用来控制甲板上的无人机。这个装置使用载波无线电和无人机相连，并通过电缆连结作为备份。工作人员可以通过该装置增加或减少引擎动力，启动或停止制动装置。

　　一旦无人机到达指定位置并且在飞机弹射器上被拉紧之后，任务操作员将得到控制权并使用计算机、鼠标、键盘和通信网络来对无人机进行编程。系统中的两台显示器能够为操作员提供有关无人机性能和战术图像的态势感知。诺斯罗普•格鲁门公司的目标是设计一个可以装入手提箱里的控制系统。这个系统的设计将允许单个任务操作员控制多架无人机。

　　之后，控制权从航母转到无线电转播卫星或E-2或P-8飞机。

　　诺斯罗普•格鲁门公司正在研制一种软件，该软件可以在距航母大约200海里开始控制无人空战系统。航母飞行中队里有人驾驶飞机也可以使用该软件。在飞机和航母飞行管制中心之间能够使用数字数据进行交换，而不再需要语音通讯。

　　现在航母无线电导航员在夜间或恶劣气象状况下需要将飞机引导到不同高度盘旋飞翔以待着陆。

　　比尔德说：“通过发出这样的数字指令，我们有办法不需要让飞机在不同高度盘旋飞翔等待着陆。”

　　从200海里到大约50海里，软件可以产生命令将飞机驶离航母。理论上讲，如果所有飞机都使用数字式座舱，从50海里开始就都可以自动联结起来。”

　　包括无人机在内的每一架飞机在50海里远将接受无线电引导，由该软件决定飞机在航母上着陆时间的间隔。如果有必要，该软件允许更改着陆时间间隔，还允许一架飞机进入其他飞机的停靠位置，但是出现这样的问题后需要通知飞行员。

　　在2006年12月，诺斯罗普•格鲁门公司在一艘模拟航母上使用一架利尔喷气机来论证其空中管制系统。

　　无人空战系统验证机在结构设计上能够承受在航母上着陆时所产生的冲击力，在着陆时制动尾钩隐藏在机身中以保持飞机的外形特征。

　　公司已经将每一种航母甲板和风力运动的模型加入到软件之中，海军在有人驾驶飞机上也使用了这些模型。

　　尽管无人空战系统验证机的着陆参数与有人驾驶飞机相同，但无人机能在超出有人驾驶飞机安全能力的条件下执行作战任务，从而进一步增强了海军航空兵的能力。无人机无论在夜晚还是遇到暴风雨，也不管甲板颠簸程度有多大，都可以正常执行任务。它绝对可以在任何海况和任何天气状况下执行任务。

　　在航母和每架飞机上都安装有精确的全球定位系统接收机来计算飞机的相对位置以引导飞机到达飞行甲板某点，使飞机尾钩能够套住甲板上的拦阻索。公司的测试结果已经达到最大侧向误差分布在6英寸之内。

　　当无人空战系统接近甲板时，一个着陆信号员将为飞机着陆而清理甲板，在必要时发出数字命令示意飞机离开。

　　当飞机着陆时，一旦出现尾钩从拦阻索上脱落的情况，轮配重转换命令将使飞机引擎全功率运行再度起飞。如果飞机受到来自拦阻索的拉力，引擎将自动减速至停转，飞机的控制权将交给在甲板上的甲板管制员。

　　比尔德估计一架飞机滑行至其停靠点需要三个甲板管制员来操作，但是公司正在将其减至只需一个甲板管制员。

　　诺斯罗普•格鲁门公司正在为无人空战系统验证机研制避撞装置，并计划对在飞行甲板上的操作中可能出现的电磁干扰问题进行测试。

　　无人空战系统发展和论证项目在无人空战系统验证机项目成功之后才会开始，最早也要等到2013年。

　　公司还没有为无人空战系统验证机确定后继的作战机型。对技术的理解和做好技术准备是一个非常关键的问题，这些问题解决之后就可以降低风险并减少后继项目的花费。

　　他说：“无人机仍有许多需要开发的能力。它现在向我们敞开，关键是我们想要怎么去做。这是一件好事。”

　　其间，诺斯罗普•格鲁门公司的温斯普一直期盼着无人空战系统验证机项目。他说：“现在我们抓住的一个细节也许将会永久改变航母舰载机的历史。”

　　来源：（美）《海上力量》2007年第11期

　　原作者：[美] 理查德•伯吉斯

　　编译：知 远/李斌