“臭鼬”高空無人機(jī)

近年來，作為未來戰(zhàn)爭主力之一的無人機(jī)，因其機(jī)動(dòng)性強(qiáng)、維護(hù)成本低和作戰(zhàn)效費(fèi)比高等特點(diǎn)，受到各國軍方越來越多的重視。美軍一直希望在無人機(jī)領(lǐng)域把他國軍隊(duì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)甩在身后。2005年8月，美國國防部公布了《2005-2030年無人機(jī)路線圖》，反映了美國對(duì)無人機(jī)的最新認(rèn)識(shí)、系統(tǒng)開發(fā)的最新進(jìn)展其對(duì)無人機(jī)的有關(guān)需求，并描述了美國無人機(jī)系統(tǒng)的未來發(fā)展規(guī)劃。為確保技術(shù)優(yōu)勢，美國不斷加大研發(fā)新型無人機(jī)工作，其中洛克希德·馬丁公司推出的P－175“臭鼬”(Polecat)無人機(jī)就具有較為鮮明的代表性。

前世今生

2006年7月19日，在英國范堡羅國際航展上，洛克希德·馬丁公司首次公開披露P-175“臭鼬”低可觀測性遠(yuǎn)程／式長航時(shí)無人機(jī)的有關(guān)信息，并表示該機(jī)已經(jīng)開始試尺。從此。“臭鼬”從幕后躍到前臺(tái)。長久以來。洛·馬公司因過多專注于有人駕駛飛機(jī)，忽視無人機(jī)的開發(fā)而倍受爭議，而這次高調(diào)推出的“臭鼬”無人機(jī)則是對(duì)這一詰責(zé)的巧妙回應(yīng)。

其實(shí)，洛·馬公司長期以來一直秘密從事無人機(jī)的研究，并曾研究過“暗星”無人機(jī)。雖然“暗星”無人機(jī)項(xiàng)目半途夭折，但洛·馬公司并沒有停止無人機(jī)的研發(fā)，而且“臭鼬”與“暗星”也有著千絲萬縷的聯(lián)系，因此被外界稱為“暗星之子”。據(jù)專家稱，該型飛機(jī)應(yīng)該屬于“暗星”無人機(jī)的隱身型號(hào)，采用了相同的架構(gòu)、傳感器和數(shù)據(jù)鏈，但體積有所增大。

2003年3月，洛·馬公司旗下的“臭鼬工廠”正式啟動(dòng)P－175“臭鼬”高空無人機(jī)項(xiàng)目。由于使用新技術(shù)，公司僅用了18個(gè)月就完成了該項(xiàng)目的所有研究和制造工作。為了保障該項(xiàng)目的順利進(jìn)行，洛馬公司先期投入了2700萬美元的啟動(dòng)資金，后又追加了500萬美元，完全是自行投資，可見其在無人機(jī)的研發(fā)上也是不惜血本。

在無人機(jī)項(xiàng)目的研發(fā)上，洛馬公司大大落后于其競爭對(duì)手波音公司和諾斯羅普格魯曼公司。上述兩家公司利用x。45A、X-45C和X-47A“飛馬”等無人機(jī)項(xiàng)目，已經(jīng)在該領(lǐng)域站穩(wěn)了腳跟，并獲得了可觀的市場份額。洛馬公司全力發(fā)展“臭鼬”無人機(jī)的目的就是要迎頭趕上競爭對(duì)手，希望其設(shè)計(jì)可以與諾格公司的“全球鷹”無人機(jī)或是通用原子航空系統(tǒng)公司的“水手”無人機(jī)(由“捕食者”發(fā)展而來)相抗衡，滿足美軍正在籌備的海上廣域監(jiān)視的任務(wù)需求。

盡管如此，洛馬公司并沒有打算將“臭鼬”無人機(jī)進(jìn)行批量生產(chǎn)的計(jì)劃，而是打算將其作為試驗(yàn)平臺(tái)，驗(yàn)證美國空軍未來的遠(yuǎn)程攻擊系統(tǒng)以及下代具備情報(bào)、偵察和監(jiān)視功能飛機(jī)所需的技術(shù)。公司還希望通過使用新技術(shù)，打破無人機(jī)系統(tǒng)的單價(jià)直追有人駕駛飛機(jī)的趨勢，從而用較少的資金投入開發(fā)出廉價(jià)卻高效的無人機(jī)。

獨(dú)特之處

據(jù)洛馬公司稱，“臭鼬”無人機(jī)并非是某種作戰(zhàn)飛機(jī)的原型機(jī)，而是作為試驗(yàn)平臺(tái)，主要是為了驗(yàn)證高空長航時(shí)無人機(jī)的氣動(dòng)布局、自主飛行和快速樣機(jī)成型等技術(shù)。

高空長航時(shí)

“臭鼬”是款高空無人機(jī)，繼承了原“暗星”無人機(jī)的外形設(shè)計(jì)，采用無尾翼布局，翼展為27.4米，雖然不及“全球鷹”無人機(jī)的35.4米，但也遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了“捕食者”無人機(jī)的12米，適合高空長航時(shí)飛行。“臭鼬”無人機(jī)采用2臺(tái)威廉姆斯國際公司生產(chǎn)的FJ44－3E雙軸渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，最大起飛重量可達(dá)4086千克。機(jī)身的正下方安裝有一個(gè)油箱，所載燃油可以保障“臭鼬”無人機(jī)飛行大約4小時(shí)，如果使用機(jī)翼攜帶燃料的話，巡航時(shí)司還將大大延長。該無人機(jī)的機(jī)翼采用可變形的“翹曲桿”設(shè)計(jì)，可以改善機(jī)翼上的流層，降低氣流的阻力，這不僅可以提高升阻比，而且可以飛得更高。先進(jìn)的復(fù)合材料和低溫制造工藝也讓“臭鼬”無人機(jī)表現(xiàn)出了高超的高空飛行性能。2005年，“臭鼬”無人機(jī)在尼利斯試驗(yàn)場進(jìn)行了2次試飛，均達(dá)到了該試驗(yàn)場允許的最高飛行高度，即4600米。

自主飛行

無人機(jī)雖然不像有人駕駛飛機(jī)樣需要飛行員，但是在其工作過程中卻時(shí)刻不能離開人的參與。無論是戰(zhàn)術(shù)還是戰(zhàn)略無人機(jī)，部需要地面站的操作人員根據(jù)無人機(jī)上的攝像頭或是傳感器反饋的信息，針對(duì)具體情況輸入指令，指引飛機(jī)完成任務(wù)。在執(zhí)行任務(wù)的過程中，操作人員必須值守在遙控裝置前，隨時(shí)準(zhǔn)備應(yīng)對(duì)發(fā)生的問題。可想而知，操作人員的工作強(qiáng)度是非常大的，而這也可能導(dǎo)致其疲勞、注意力下降，甚至錯(cuò)誤操作。如果使用自主飛行技術(shù)，由操作人員失誤而導(dǎo)致的損失必將大大降低。此外，自主飛行技術(shù)將幫助無人機(jī)在沒有地面站操作人員指專和監(jiān)控的情況下，獨(dú)立完成從起飛到降落的整個(gè)任務(wù)。“臭鼬”無人機(jī)就已經(jīng)整合了可以自主識(shí)別和辨認(rèn)目標(biāo)的傳感器，并能獨(dú)立完成起飛和著陸等任務(wù)。洛·馬公司希望繼續(xù)研發(fā)飛行控制系統(tǒng)和軟件，爭取超越現(xiàn)有的無人機(jī)自主飛行技術(shù)，占領(lǐng)競爭的制高點(diǎn)。

快速樣機(jī)成型

洛·馬公司在“臭鼬”無人機(jī)的設(shè)計(jì)過程中采用了快速樣機(jī)成型技術(shù)，不僅避免使用笨重、昂貴且不易移動(dòng)的生產(chǎn)設(shè)備，而且大大縮短了設(shè)計(jì)時(shí)間。事實(shí)證明這種技術(shù)非常適用于小批量生產(chǎn)。

“臭鼬工廠”利用“立體印刷”的技術(shù)，以最低的價(jià)格生產(chǎn)了少量一次性的零部件。在生產(chǎn)“臭鼬”無人機(jī)的零部件時(shí)，其設(shè)計(jì)方案從計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)輸入到微波爐大小的“立體印刷機(jī)”中，計(jì)算機(jī)控制的2道高能激光束，準(zhǔn)確地聚焦在聚合材料或是金屬粉末上，將其熔化并燒結(jié)成與設(shè)計(jì)方案完全相同的立體形態(tài)。“臭鼬”無人機(jī)還采用了創(chuàng)新的低溫制造工藝。一般來說，聚合材料的固化需要在180℃的高壓設(shè)備中才能完成，而洛·馬公司利用已經(jīng)成功應(yīng)用于F-22、F-35和“聯(lián)合空對(duì)面防區(qū)外導(dǎo)彈”項(xiàng)目的低溫固化技術(shù)，在70℃的條件下就完成了聚合材料的固化，不僅縮短了設(shè)計(jì)周期，也大大降低了研發(fā)費(fèi)用。由于采用整體結(jié)構(gòu)式設(shè)計(jì)，以及使用粘合劑而非鉚釘或是金屬扣件聯(lián)接各個(gè)零部件，“臭鼬”無人機(jī)的零部件數(shù)量大大減少，僅有不到200個(gè)，這不僅極大地減少了建造所需的勞動(dòng)力，而且縮小了其雷達(dá)截面積。

“臭鼬”無人機(jī)整個(gè)機(jī)身使用的都是低成本的快速樣機(jī)成型技術(shù)，因此與采取傳統(tǒng)的大規(guī)模生產(chǎn)飛機(jī)的項(xiàng)目相比，更具成本優(yōu)勢，而且也大大節(jié)省了生產(chǎn)和組裝的時(shí)間。

身肩重任

為了達(dá)到預(yù)期性能，洛馬公司還想繼續(xù)對(duì)“臭鼬”無人機(jī)進(jìn)行改造，而近期的重點(diǎn)則是進(jìn)一步降低其可探測性，增加飛行高度，并加裝先進(jìn)的傳感器和武器系統(tǒng)。

無人機(jī)對(duì)攻擊的規(guī)避能力是很差的，如果想讓無人機(jī)在防空導(dǎo)彈密布的敵方戰(zhàn)場上空進(jìn)行不間斷的偵察，它必須具有隱身能力。“臭鼬”無人機(jī)并沒有使用可以反射或是吸收雷達(dá)波的材料或是涂層，但是其先進(jìn)的層流翼設(shè)計(jì)以及將發(fā)動(dòng)機(jī)隱藏起來的進(jìn)氣道結(jié)構(gòu)大大降低了被發(fā)現(xiàn)的可能性。與此同時(shí)，該無人機(jī)還安裝有特殊的傳感器，可以探測其身后的尾凝流——一旦發(fā)現(xiàn)有尾凝流出現(xiàn)，立即調(diào)整飛行高度，直至尾凝流消失。U－2等偵察飛機(jī)常因?yàn)槲材鞫┞讹w行蹤跡，而安裝這種傳感器則可以大幅提高飛行器的隱身性能。提高無人機(jī)的生存能力，除了降低其可探測性外，還可以通過提高飛行高度，使無人機(jī)在防空導(dǎo)彈無力企及的高度執(zhí)行任務(wù)。洛·馬公司還希望通過研究新材料和生產(chǎn)工藝，使“臭鼬”的飛行高度超過B一2轟炸機(jī)。

由于保密原因，洛馬公司所發(fā)布的有關(guān)“臭鼬”無人機(jī)的照片都沒有暴露過其腹部。然而，據(jù)軍事專家分析，機(jī)腹下2個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)間的空間很大，如果安裝大型吊艙，容納450千克的傳感器或是武器系統(tǒng)應(yīng)該不成問題。洛·馬公司還嘗試在“臭鼬”無人機(jī)上安裝保形雷達(dá)天線等更多的偵察設(shè)備。此外，許多軍事專家認(rèn)為，如果添加其它組件或是對(duì)外形稍加修改，“臭鼬”無人機(jī)就可以從寬翼展的遠(yuǎn)程偵察機(jī)平臺(tái)變成后掠翼的攻擊機(jī)。比如，如果增加變形尾翼等組件，可以實(shí)現(xiàn)從水平尾翼向垂直尾翼的變化，那么這對(duì)于“臭鼬”無人機(jī)被配屬到航母戰(zhàn)斗群參加作戰(zhàn)將非常有利。

悄然而逝

作為洛·馬公司在無人機(jī)系統(tǒng)研發(fā)領(lǐng)域中的重點(diǎn)項(xiàng)目，“臭鼬”無人機(jī)宴上凝聚了大量的高新技術(shù)，其飛行高度、續(xù)航能力、隱身性能和生存能力都非常優(yōu)秀。與此同時(shí)，洛馬公司在研發(fā)的過程中也驗(yàn)證了大量無人機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)，并為開發(fā)其它機(jī)種打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

然而，2006年12月18日，該機(jī)在美國內(nèi)華達(dá)州試驗(yàn)場進(jìn)行試飛時(shí)，地面的飛行終止設(shè)備發(fā)生了不可復(fù)原的意外失效，導(dǎo)致該機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)了故障一安全飛行中止模式，落地墜毀。也就是說，該機(jī)的墜毀是因?yàn)闄C(jī)上的飛行終止系統(tǒng)像預(yù)期的那樣正常工作的結(jié)果。這一事件使洛馬公司的高端無人機(jī)研究工作受到了沉重打擊。公司對(duì)墜毀事故一直嚴(yán)格保密，直到今年3月媒體開始懷疑該機(jī)的狀態(tài)時(shí)，才將真相公布于眾。或許，這心中的痛，洛馬公司并不想提及。