“雷神”问天　英国新型无人战斗机:神兵小将问天到了英国

　　2007年11月，BAE系统公司正式启动了首架“雷神”验证机的机体制造工作，这预示着英国自主研制的UCAV正在呼之欲出。 　　 　　长期规划推动 　　
　　20世纪80年代末，英国国防部就着眼于未来替换“狂风”攻击机，与BAE系统公司联合启动了“未来攻击机”(FOA)计划，1997年将这项计划重新调整为“未来空中攻击系统”(FOAS)计划。
　　在FOAS计划中，英国国防部首次提出了无人作战飞机的发展远景。自2000年以来，BAE系统公司在国防部的支持下，先后从事了“欧夜鹰”和“变色龙”项目，在隐身技术领域取得了较大进展。在此期间，公司曾经公布了一种模块化UCAV设计方案，这似乎可以看作“雷神”计划的萌芽阶段。
　　2004年，BAE系统公司与本国多所大学合作发起了一个FLAVIIR项目。该计划为期5年，主要目标是发展出一种容易维护的低成本无人机，其中特别强调了一个研究重点。即无需采用常规控制面就能确保正常飞行和控制操纵。BAE系统公司正在考虑将研究中的“流体推力矢量”(FTV)和“循环控制”(CC)等创新技术用于飞行控制，利用一股次流来控制俯仰和滚转，同时从机翼后缘吹出空气，通过引射作用来促进上表面空气流动，实现增加升力的目的。
　　2005年5月，英国国防部首次公开了“战略无人机试验”(SUAVE)计划。并正式宣布终止FOAS计划。SUAVE计划的主要目标是集中于关键技术的风险降低工作，为英国国防部在未来无人机(UAV/UCAV/URAV)发展战略上提供决策依据。具体涉及到英国国防部装备管理局正在着手的“纵深目标攻击”(DTA)和“情报、监视、目标截获和侦察”(IS-TAR)两个项目。
　　
　　2005年夏天，英国国防部根据SUAVE计划的需要，授予BAE系统公司一项风险降低合同，主要针对无人机的共同需求，重点在于发展通信、传感器、飞行控制、自主能力和飞行器管理等多项通用技术，并从事技术综合和系统集成工作。同年12月，英国国防部公开发布了《防务工业战略》白皮书，简要介绍了支持有关UCAV技术验证机计划的投资战略，明确阐述了军用航空航天工业的现有规模无法继续维持下去的现状。国防部计划推动实施一个早已准备的解决方案，即把投资于UCAV技术平台计划作为目标，旨在保护英国在现有喷气式作战飞机和未来国际合作项目中具备进一步发展的核心能力。
　　正是在这样一个背景下，BAE系统公司于2006年初突然公开了有关无人机技术验证的一些基本情况。据介绍，BAE系统公司先利用“翱翔”缩比模型验证了翼身融合体布局的可行性。接着利用“茶隼”无人机进一步研究相关的隐身技术，最后将其综合体现在模块化设计的“渡鸦”验证机上。
　　2006年12月7日，英国国防部在对全尺寸验证机的总体方案进行了全面评审后，将一项价值1.24亿英镑的合同正式授予BAE系统公司领导的研制团队。为了凸显这项计划的地位和作用，英国国防部借用了凯尔特神话中的雷神一词，将这项计划命名为“雷神”(Taranis)计划。期望未来发展出一种堪比“火神”轰炸机的全新无人攻击平台。由此，英国UCAV验证机计划正式启动，将在4年时间里制造和试飞一种无人驾驶平台，重点评估有关自主作战能力所要求的关键技术，为英国空军未来进攻性力量的组成提供决策依据。
　　
　　总体布局设计
　　
　　目前，BAE系统公司已经对外公开了“雷神”验证机的总体设计方案。与“渡鸦”无人机的攻击型相比，“雷神”的气动布局几乎别无二致，同样采用了飞翼式布局，但总体尺寸有所增加，大约与BAE系统公司生产的“鹰”式高级教练机相当，翼展超过9米，机长大约11米左右，起飞重量超过8吨。同时，BAE系统公司在研制方案中更加注重细节设计，重点突出了隐身性能。
　　“雷神”沿用了“渡鸦”的三角形进气口，明显隆起的进气道似乎有些突兀。有所不同的是，该机采用了“海狸尾”式的排气装置，将发动机的尾喷管完全包裹在机体内，能同时减小雷达与红外信号。这样，该机从前机身的菱形截面自然流畅地过渡到后机身的扁平截面，在确保气动性能的前提下，更好地满足了低可探测性的需要。
　　该机采用了大后掠前缘的翼身融合体布局，机身和机翼的后缘分别对应平行于前缘，与B-2轰炸机的设计一脉相承，可以有效地提供升力，实现更大的续航能力，从而确保具有跨大洲攻击的威力。无疑，“雷神”将采用静不稳定的飞行控制系统。此前，BAE系统公司通过“渡鸦”与“赫提”验证机，已经出色地解决了数字式电传飞控系统面临的诸多关键问题，能够较好地实现大量控制面的耦合控制，从而确保全尺寸验证机具有静不稳定的飞行特性，可以在各种条件下可靠地自主飞行。
　　目前，仅从粗略的想像图中还无法看出“雷神”操纵翼面的设计细节，但机翼表面纵横交错的“龟纹”似乎透露出BAE系统公司将尝试采用一些较为成熟的气动控制技术。在此前已经试飞的“渡鸦”验证机上，机翼后缘只有4个操纵面，但在机翼的上、下表面精心设计了可以收放的“嵌入面”，能根据控制指令实现差动，提供偏航力矩。同时，该机在起飞和降落过程中，打开的起落架舱门可以起到垂尾的功能，满足低速飞行时航向稳定性的要求。
　　值得关注的是，在“雷神”验证机的想像图中，两侧机翼上方分别呈现出一对黑色圆孔，甚至还绘出了明显的烟迹。由此推测，BAE系统公司有可能希望利用FLAVIIR项目所掌握的流体推力矢量和循环控制等关键技术。及时地将应用于这架全尺寸验证机上。果真如此的话，那么在机翼的下方也将同样存在两个矢量喷气圆孔。这样，“雷神”可以有效控制机体两侧的主流和次流，沿着机体表面产生矢量推力，从而获得俯仰和滚转控制力。同时，该机还可以利用从机翼后缘吹出的高压空气，达到襟翼增升的气动效应，从而可以无需襟翼，进一步增强隐身性能。
　　2007年11月20日，BAE系统公司在兰开夏郡的工厂内举行了机体加工启动仪式，标志着“雷神”正式进入制造阶段。接着，该公司在下属的特种工程复合材料工厂内，开始利用先进的纤维铺设技术来制造发动机进气道的后部管道。根据计划，该机将于2009年初在澳大利亚的武麦拉试验场进行地面试验，2010年实现首次升空。
　　
　　动力装置选型
　　
　　在总体设计中，BAE系统公司一再强调“雷神”将具有向另一个大陆投放武器的能力。这似乎向外界表明，UCAV具有洲际间航程和出色的续航能力，这不仅对外形尺寸提出了较高要求。同时在动力装置的性能有诸多考虑。对此，作为参与项目发展的承包商之一，罗罗公司 早在2002年初就针对FOAS计划，开始考虑UAV和UCAV的发动机，并提出了一个发展思路：如果能够获得投资就研制一种专用的新型发动机，否则只能保持折衷，这样推进系统设计就必须适合于现有的EJ200或“阿杜尔”MK951发动机等最新型号。
　　其实早在2005年，BAE系统公司在UCAV方案设计阶段的初期，曾经考虑过采用EJ200涡扇发动机作为候选动力，其不加力状态下的最大推力就达到60千牛，对于全尺寸验证机来说绰绰有余。然而，作为“台风”战斗机的动力装置。EJ200在热力循环和工作参数上主要突出空中优势，能否适合于承担对地攻击任务的无人战斗机还需要进行更加全面的研究。
　　为此，BAE系统公司对EJ200的有效性实施了进一步的细致分析，发现它的结构尺寸过大，并不适合于验证机的总体构型，特别对于空气流量的需求有可能导致进气口增大。这样，验证机就必须增大总体尺寸10％以上或者改变几何构型。这有可能会导致雷达反射截面积增大20％，大大降低隐身性能。
　　鉴于此，BAE系统公司考虑选择一种更加适合验证飞行所需的涡扇发动机。罗罗公司建议采用“阿杜尔”系列发动机中的MK95 1型。这种最新型号不仅已经用于英国和南非采购的新型“鹰”式高级教练机，技术成熟，同时还被选为欧洲多国合作研制的“神经元”验证机的动力装置。2006年10月，达索公司正式订购了两台“阿杜尔”MK951发动机，首台将在今年夏天交付用于地面试验，作为备份的第二台将在2010年底交付。为飞行试验做准备。
　　“雷神”在尺寸和重量均与“神经元”较为接近，“阿杜尔”MK951的各项指标可以满足需要，而且这也符合验证计划中所提出的尽可能采用商用产品的原则。于是，BAE系统公司决定将该型号发动机作为“雷神”验证机的动力装置。据罗罗公司介绍，该型发动机是“阿杜尔”MK871发动机的衍生型，主要改进之处包括：设计新型风扇提供更大的推力，涡轮部件采用了更好的材料以提高耐久性，不仅推力增加了8％，达到29千牛，还降低了寿命周期成本。同时，该发动机采用了全权限数字式发动机调节(FADEC)，可以提供喘振预防、自动控制和恢复。
　　在“雷神”验证计划的基础上，罗罗公司通过广泛研究，认为推进系统在发展未来投入战场的UCAV时，必须充分满足多个方面的要求，这不仅涉及到任务续航能力、有限周期内的推力性能和电子系统功率，而且还关系到飞行器的红外信号控制和雷达反射截面积。因此，最佳解决方案是研制一种高温发动机，这将对UCAV的总体结构和性能产生一个关键性影响。
　　
　　为此，罗罗公司正在向英国国防部大力呼吁，希望为“雷神”计划增加额外的投资，且的在于推动有关的高温发动机核心技术的研究，从而完善UCAV综合动力系统的方案。由此推测，目前的“阿杜尔”MK951发动机仍然是一个过渡方案，一旦“雷神”计划取得了预期进展。英国国防部势必将会拨出专款用于高温发动机的研制。为UCAV早日问世打造一颗更加强劲的“心脏”。
　　
　　自主作战能力
　　
　　从SUAVE计划的技术层面来看，“雷神”计划的一个核心任务是评估U-CAV自主作战能力是否能够达到预期的战场使用要求。为此，BAE系统公司正在借助于近年来在系统智能方面所取得的进展，紧锣密鼓地设计“雷神”的自主控制系统，目的是提供高级别的自主性，有效地改进作战效能。
　　据介绍，该系统能够自主控制无人机的滑行、起飞并沿着搜索空域航行，同时可以及时地对任何威胁或其它意外情况做出反应。接着，它将围绕搜索区域确定最佳的航线，锁定目标。然后利用传感器系统来传输一系列图像和观察。反馈给操作员，以确定这是预计攻击的目标。最后，一旦该机获得授权，它自主地攻击目标，然后沿着预定航线返回基地、着陆和滑行。
　　从中可以看出。英国国防部仍然倾向于在UCAV中保留人在回路的控制方式，从而保证操纵人员掌握有确认敌方目标和投放武器攻击等关键任务决策方面的权限。操纵人员可以在地面站内进行控制，也能在双座战斗机的后座上发出指令。为此。英国国防部自2006年以来，已经按照SUAVE计划实施了“自主式指挥控制”项目，先后在地面和空中验证了在一架喷气式战斗机上控制多架UCAV的基本概念是可行的，但这种技术在投入使用之前还需要进一步成熟。
　　基于长期积累的经验，BAE系统公司将在“雷神”验证机的机载任务系统中采用一种先进的和高度灵活的开放式系统结构。在验证阶段，该机将配置传统的光电和雷达传感器作为基本的机载探测设备，远期有可能采用BAE系统公司正在研制的保形雷达。这样，“雷神”不仅可以满足当前以纵深打击为主的任务构想。同时还能根据需要执行远程侦察和监视任务。无疑，作为专门用于验证低空突防任务的攻击平台，该验证机将会设计两个内置武器舱，以便能够携带对地攻击武器，并保持较强的生存能力。
　　目前，BAE系统公司只表示将安排“雷神”验证机模拟武器投放的试验，但并未计划实施武器投放的试验。因此，未来的UCAV将携带何种具体型号的武器还不得而知。但从有关报道来看。英国工业界正在对定向能战斗部实施一系列引爆试验，国防部已经确定在2011年前引入定向能武器系统，初步计划将这种战斗部配备在“风暴阴影”巡航导弹上。外界据此推测，英国UCAV有可能将高功率激光或微波武器作为一种攻击武器选择方案。
　　据透露，BAE系统公司还考虑在“雷神”计划中应用“图像采集和开发”(ICE)系统，承担空中监视和侦察任务。ICE系统由两台广角照相机组成，并且可以选择在转塔内安装一种窄视角照相机，两种照相机都具有红外成像能力。ICE系统具有机载存储和操作能力，可以用于飞行后分析，同时也能通过一个低波段数据链向地面中继压缩图像，或者通过卫星实现洲际间传输。ICE系统可以与验证机控制系统的有机综合，提供了更大的自主性和灵活性，可以产生一幅完整精确的平面景象。目前，这种系统已经在“赫提”无人机上成功地实现了自主目标搜索。
　　由此可见，英国国防部通过SUAVE计划已经全面突破了UCAV的各项技术瓶颈，正在期待“雷神”计划能够稳步地发展。顺利达到预期目标。按照计划，“雷神”验证机将于今年底出厂，在2009年底实现地面滑行，预计2010年初实现首飞。如果进展顺利，英国国防部将会适时提出一项UCAV型号发展计划，旨在2020年前为英国空军打造出具有雷霆万钧之势的无人驾驶战斗轰炸机。
　　
　　[编辑　秦　蓁]