众望所归 第4期

时间:2022-06-12 11:02:32

1月19日,达索飞机公司在位于法国南部伊斯特尔空军基地的总装车间内举行仪式,公开展示了法国、瑞典、意大利、西班牙、希腊和瑞士联合研制的“神经元”(Neuron)技术验证机。首席执行官查尔斯・埃德尔斯坦尼主持了揭幕仪式,名誉主席塞尔吉・达索先生、“神经元”工业团队的代表和参与国的国防部官员莅临现场,见证了合作设计和生产的无人驾驶作战飞机(UCAV)验证平台首次公开亮相的历史时刻。

潜心摸索

“神经元”验证机从初期概念设计到正式公开亮相,前后经历了近十年的潜心摸索,是欧洲六国精诚合作的成果。早在20世纪90年代中期,法国达索飞机公司就已经开始独立研究下一代欧洲战斗机所需关键技术。2000年,该公司在欧洲率先研制出具有低可探测性特征的AVE-D无人驾驶验证平台,由此打破了美国在低可探测性领域的技术封锁。2003年6月,法国国防部在巴黎航展上首次宣布了一项“地平线”计划,准备研制一架UCAV全尺寸验证机,并展出了多种不同设计概念的缩比模型。随后,这项计划很快得到瑞典等欧洲国家的积极响应,并在2004年更名为“神经元”。

法国希望通过“神经元”计划达到两个目的:一是为欧洲研制下一代作战飞机发展一些关键技术,主要集中于气动布局、自主决策、低可探测性等技术领域,充分验证在材料、计算机和航空电子等方面的技术能力;二是探索出一种创新合作模式,在欧洲军事航宇项目方面铺就一条全新合作发展的道路。

与以前共同组建一个合资企业的方式有所不同,六国政府出于项目发展效率的考虑,同意将工业和管理方面的控制权交给法国武器装备局(DGA)。具体而言,“神经元”计划的运作模式就是以达索飞机公司为主承包商,参与研制工作的各国承包商充分利用和发挥各自的技术优势,分工负责一部分设计和研制工作,最终在伊斯特尔空军基地的总装车间内完成装配和测试。

2006年2月9日,DGA正式将价值4.82亿美元的“神经元”计划合同授予了达索飞机公司,标志着酝酿多年的UCAV验证平台项目终于驶入正轨。在经过了长达5年的设计、研制、生产和装配后,“神经元”验证机已经在伊斯特尔空军基地完成了首轮静态测试。此次,它的公开亮相成为一个重要里程碑,代表了欧洲六国在航空航天工业领域取得的3项第一:第一架隐身作战飞机;第一架合作研制的无人驾驶战斗机;第一架完全通过数字技术设计和研制的作战飞机。

飞翼布局

各家公司在联合研制过程中,重点围绕“神经元”验证机的低可探测性,采取了多种措施,不断探索和优化可以降低雷达反射截面积和红外辐射信号的关键技术。从总体布局而言,“神经元”采用了飞翼式布局,乍看类似B-2轰炸机的缩比构型。这种布局可以实现气动性能和隐身性能的最佳优化。为此达索飞机公司还多次修改和测试了“神经元”验证机的前缘和后缘,最终结果基本令人满意。

“神经元”验证机的一个关键部分是采用了雷达吸波材料的进气道。从事机体和发动机设计的研制队伍密切合作,利用进气道畸变格栅来模拟空气流量对进气道影响,先后完成了一系列风洞试验,以确保用于遮蔽涡扇发动机风扇的S型进气道不会影响发动机所需的空气流量。

抑制红外辐射也成为一个主要技术验证项目。由于复合材料的成本过于昂贵,希腊航宇公司(HAI)制造了一个全尺寸合金排气部件,从圆环形进口逐渐过渡到底部平坦的半椭圆形出口,在前面连接发动机尾喷口,在后面适合于“神经元”的“海狸尾”式排气口。

关键技术

借助于联合发展模式,“神经元”在系统软件等核心技术的研制工作中没有遇到太多的问题。除了达索飞机公司外,参与该项目的萨伯公司和阿莱尼亚公司也都先后研制和试飞了各自的SHARC和Sky-X技术验证机,在“神经元”计划中充分发挥了自身的技术优势,确保了系统软件的可靠性。达索飞机公司负责研制电传操纵系统软件,充分利用了“隼”7X远程公务机的飞控软件,但是考虑到“神经元”计划尚只有一架验证机,因此研制人员考虑应该进一步提高飞控系统的安全裕度,力求做到万无一失。

为此,达索飞机公司再次启用了AVE-D验证机,令外界有些出乎预料。此前,该机在完成了隐身技术验证的使命后,渐渐淡出了人们的视野,但在2008年6月30日完成却了首次全自主验证飞行。这次飞行由一系列完全自动操纵的程序组成:从停放点起动、在跑道上滑行、起飞、空中机动、着陆、刹车,滑行回到停机坪。对于“神经元”计划来说,AVE-D验证机的全自主飞行是技术发展的一个重要里程碑。

此次首飞的AVE-D验证机在总体设计上已经今非首比,更加接近于“神经元”的气动布局。首先更换了机翼的外翼段,采用了翼展更大的梯形机翼,同时在外翼后缘设计了副翼和一些辅助控制面,以提高操纵控制性能。出于稳妥考虑,该机仍然保留了倾斜双垂尾的设计,但并未采用方向舵,表明横向稳定性能已经接近飞翼式无人机的要求。

其实,达索飞机公司再度启用AVE-D验证机,很大程度上是为“神经元”计划探索自主飞行技术。在2005年,欧洲航空防务与航天集团(EADS)研制的“梭鱼”和洛克希德・马丁公司研制的“臭鼬”无人验证机先后坠毁,问题都是飞行控制系统存在缺陷,导致研制计划遭受重大挫折。为此,达索飞机公司的研制人员决定让AVE-D验证机尽可能地全面测试“神经元”的电传操纵系统,力求避免出现失控坠机的情况。

试飞表明,AVE-D验证机在整个飞行过程已经完全实现完全自主操纵,标志着达索飞机公司在无人机自主飞行技术领域迈出了至关重要的一步,确保了“神经元”验证计划的顺利发展。

值得一提的是,AVE-D验证机近期多次被误认为RQ-170无人机。2011年12月,美国“哨兵”无人机落入伊朗手中,一时间引发了世界各国的高度关注,多家媒体在报道这条爆炸性新闻时,不加分辨地采用了AVE-D验证机的首飞照片。

试飞进度

正如前面提到,“神经元”计划的目标之一是为欧洲军事航宇项目摸索出一种全新合作发展模式。作为主承包商,达索飞机公司不仅承担项目管理、总体布局和飞行控制系统的设计,也负责总装、静态试验和飞行试验,而泰莱斯公司负责提供数据链、指挥与控制接口。

作为骨干成员,瑞典在“神经元”计划中持有25%的股份,主要工作由萨伯公司和沃尔沃公司承担。萨伯公司参与总体设计和部分试飞工作,负责研制前/中机身、航空电子设备、燃油系统。与之类似,意大利的阿莱尼亚公司负责提供武器舱门及发射系统、空速系统、电气系统和大气数据系统,并全面参与地面测试和飞行试验。

EADS公司旗下的西班牙航空制造股份有限公司(CASA)负责提供机翼、地面控制站和数据链集成。希腊的HAI公司负责提供后机身、尾喷管和系统综合装配平台。瑞士的鲁格航宇公司(RUAG)负责风洞试验和武器接口设计,同时承担外形布局和进气口的高速风洞试验。

除了上述六国之外,法国还希望荷兰、土耳其和德国能够参与到“神经元”计划中。有报道称,比利时也打算参与该项目,可能负责设计一种射频卫星数据中继设备。

按照计划,“神经元”的下一步工作是进行首轮发动机测试,随后将在今年夏天实现首飞。接着,该机将在法国、瑞典和意大利实施一系列飞行试验,主要集中在飞行品质、隐身性能、空对地武器投放和集成到C4I环境中,最后还将验证无人驾驶飞机如何在当前空域内使用。根据安排,隐身测试将在几次飞行试验之后。

“神经元”验证机的另一项重要任务是携带和发射武器,或者安装类似侦察设备的各种系统,在网络中心战环境中承担试验性的空对地任务。研制团队将充分利用这架验证机来研究激光制导炸弹等精确制导武器攻击地面目标的技术,并探索将UCAV融入一个指挥、控制、通信、计算机和情报环境中实施网络中心战的能力,同时还评估在有人驾驶飞机的空域内使用无人机平台的可行性。

达索飞机公司的长远设想是,操纵人员能够在一架类似“阵风”或“鹰狮”的双座战斗机上,控制UCAV以自主模式实现“蜂群”飞行,即将UCAV分为几个作战分队,可以像实时的计算机战略游戏一样,按照一种熟悉的样式控制每个分队的行动。

截至目前,欧洲还没有任何一个国家明确提出无人驾驶作战系统的需求,因此“神经元”计划的后续发展仍不明朗。在展示现场上,埃德尔斯坦尼呼吁各国政府现在应该充分利用在过去5年研制工作中取得的丰富经验,开始考虑下一步的发展方向,力求早日研制出纯正欧洲血统的全新无人驾驶作战平台。

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