德意志“梭鱼”飞出水面

2009年7月，加拿大纽芬兰天鹅湾，一架涂装着铁十字徽章的大型飞行器静静地停靠在加空军基地跑道的一端。远处，加、德两国军方以及德国EADS公司的人员紧张地注视着飞行器在跑道上加速、起飞，直到其飞离人们的视线……而在此次成功试飞的3年前，一架同样的飞行器也曾在这里试飞，但那次试飞完成后，紧接着在西班牙进行再次试飞时却以失控坠海而告终。引起大家广泛关注的这架飞行器就是德国EADS公司最新开发的“梭鱼”无人验证机，它代表着德国军事工业界向世界级先进无人机领域迈进的最新努力，与其他典型的德系军事装备一样，“梭鱼”同样充满了与众不同的德国色彩――

坎坷身世，“梭鱼”诞生

相对而言，德国军方对无人机的开发较晚，其对这类新兴飞行器最初的定位也仅停留在侦察、探测等支援性用途上。在美、英等其他西方大国早在1990年代就致力于先进无人攻击机开发的年代，德国国防军空军并未启动相应的研发计划。而真正对此产生警觉的却是嗅觉敏锐的德国防务企业，就在美国X-47B、英国“雷电之神”等无人机项目相继进入项目论证、先期开发阶段后，德国最大的航空航天制造商EADS公司觉察到先进多用途无人机未来的潜力，遂自筹资金4000万欧元，于2002年由其军用航空系统分部独自启动了“梭鱼”先进无人机的开发项目。

“梭鱼”的开发大致分为两个阶段，以2006年西班牙试飞坠毁为分界线，在此之前“梭鱼”的开发纯属企业自主行动；之后，德国防部意识到美、英、法等国都在开发自己的先进无人机，遂向EADS公司注资，使得EADS公司从失败的阴影中重振旗鼓。

原型机坠毁，项目遭冻结

2003年，“梭鱼”项目设计工作正式启动，同年，EADS公司选定包括伊顿、杭尼韦尔、L3通讯系统、梅西耶道蒂、MTU航空发动机、普惠加拿大、鲁格航空航天、史密斯、泰利斯等多家公司，共同开展该项目的设计与开发。2004年，在完成飞行器总体设计后，开始由相关企业制造机体硬件部分，其中机身在德国奥格斯堡制造，机翼来自EADS公司位于西班牙赫塔费的工厂。当年夏天，除发动机外，所有其他关键系统都在德国奥托布伦进行联测。2005年3月，首架“梭鱼”原型机于奥格斯堡完成机身硬件部分的总装，并运抵曼兴继续进行航电系统及设备的调试，当年8月，普惠公司的JT15D-5C涡扇发动机安装到机体上，并于当年年底在西班牙穆尔西亚首次进行了实飞状态下的全套航电系统测试。

2006年，对“梭鱼”来说是极其关键的一年，这一年中，其除要进行包括处女航行在内的一系列试飞，还要参加当年在柏林举行的航展。为了获得德国军方的青睐，“梭鱼”必须好好表现。

事情的开端确实不错。当年4月2日，在加拿大纽芬兰天鹅湾，“梭鱼”成功进行了首飞。首飞中，由涡扇发动机推进的“梭鱼”无人机按照预编程的航路完全自主地飞行了20分钟，并以厘米级的高精度着陆在跑道中心线上。此次实飞具有里程碑意义，标志着EADS公司第一阶段试验圆满结束。但接下来的试验却让EADS公司陷入困境。当年9月23日，“梭鱼”再一次在西班牙沿岸进行系统试飞试验，但第一架也是惟一一架原型机却坠毁在大西洋中，事后查明坠毁事故源于一处简单的软件故障。由于惟一的原型机坠毁，EADS公司的项目开发也陷于停滞状态，加之德国国防部也迟迟未对先进无人机项目表态，EADS公司迫不得已，遂将“梭鱼”项目冻结。

德国军方注资，“梭鱼”得以翻身

2007年，德国国防部迫于美、英、法、俄等国先后完成各自的先进无人机项目的压力，开始重新审视军方无人机策略，结果发现国内仅有EADS公司的“梭鱼”无人机可勉强与上述国家的无人机项目相抗衡，便于当年10月，以EADS公司为主承包商，借助军方启动的一项名为“网络中心战环境下的灵敏无人航空器”的项目，向EADS公司注资，以已坠毁的“梭鱼”原型机为基础，开发未来网络中心战环境下集情报、监视、目标获取和侦察(ISTAR)等多种功能于一体的先进无人验证机，项目名称仍沿用EADS公司的“梭鱼”代号。

2008年11月，第二架“梭鱼”原型验证机在德国曼兴EADS公司总装厂组装完毕，其在外形上与第一架原型机完全相同，但内部结构有所区别。2009年7月10日，这架“梭鱼”无人机再次来到加拿大纽芬兰天鹅湾成功完成了首飞。与前架原型机相比，军方对新“梭鱼”的要求更多地集中于它的网络中心战能力和先进情报侦察能力，这使得新机在内部结构方面进行了不少改动。比如原机型设计时规划其具备一定的攻击能力，机身中部设置有一个武器舱；但新“梭鱼”取消了此功能，而把负载能力全部转移到电子、侦察设备上。

总体印象，藏巧守拙

粗看“梭鱼”验证机，很难将它与先进无人机项目联系起来。与同时期采用先进气动外形的X-47B、“雷电之神”以及“神经元”无人机相比，“梭鱼”外表极其平凡，除了V形倾斜尾翼以及背部进气道等显著特征外，其他设计并未脱离传统第三代战斗机的概念，甚至可以说外观有些落伍。但一向不落伍、精于研制并制造具有顶尖性能装备的德国人能推出这样的“梭鱼”，还是让我们了解一下它的“门道”再下结论吧。

朴实平凡的气动外形

“梭鱼”的外形设计并未采用时下先进无人机流行的翼身一体化设计，而是采用下单翼(位于机身中部下侧的主机翼)、翼身融合、双V形双垂尾及常规三点式起降架等经典的第三代战斗机气动布局。全机采用模块化设计，其机翼、尾翼以及机身主要部分可以拆卸，便于运输和维护。根据EADS公司在柏林航展上的介绍，“梭鱼”采用一台由加拿大普惠公司生产的JT15D-5C涡扇发动机，额定推力为14000N，发动机布置在机身后侧，进气道置于机身上侧，发动机前端的进气端相当长，这是出于发动机调制频谱隐形的设计需要。全机长8.25m，翼展7.22m，最大起飞质量为3 050kg，有效载荷为250kg，可装载540kg油料，空机质量为2 260kg。

从上述数据来看，“梭鱼”的尺寸比“雷电之神”和“神经元”要小一些，起飞质量只有3 050kg，远小于“雷电之神”和“神经元”(分别约为8 000kg和5 000kg)，这主要是由于“梭鱼”除发动机、起落架等少数必须采用金属部件的部分外，其机身结构和机翼全部采用碳纤维复合材料，故极大地减轻了质量。

全新应用的制造工艺

为了节省制造时间，EADS公司大量采用了其用于A400M运输机的成熟的碳纤维复合材料一次成型技术，使复合材料在全机的结构质量比远超一般采用复合材料的无人机。

另外，EADS公司在“梭鱼”机体

和机翼制造过程中采用了“真空辅助复合材料加工(VAP)”技术，可大大减少传统机体装配时的紧固件数量，同时减少其他承力件、支撑件等零件数量60％以上，使制造成本也大为降低。该技术是在传统的真空辅助树脂转移模造成型技术(VARTM)上改进而来，其关键在于用了一种微孔薄膜将树脂与空气隔开，使成型材料孔隙率降低、树脂含量提高。这样成型的机体和机翼，其质量是等强度铝合金材料的75％～80％，且碳纤维结构维护方便，抗疲劳性能好。由于机翼作为飞行器主要受力部件，因此“梭鱼”翼肋及重要支撑结构等处须以金属作为框架。

大量采用复合材料的优势除带来成本降低、制造时间缩短及起飞质量下降优势外，还在隐形性方面赋予“梭鱼”独特的优势。

航电系统与任务定位

作为一款以侦察、监视为主要用途的先进无人机，“梭鱼”采用3余度电传飞行控制系统(电传飞行控制指飞行器在飞行过程中利用电子信号来控制飞行器的控制舵面，而非机械控制，5余度指至少有3个备份系统――编者注)和开放式航电模块化结构系统，电子系统具有较高的可靠性和飞行安全性。载荷舱集成了先进的光电传感系统、红外传感系统、激光目标指示系统以及高分辨率相控阵雷达(相控阵雷达又称相位陈列雷达，是一种以改变雷达波相位来改变波束方向的雷达，因为是以电子方式控制波束的指向转动来进行扫描发现目标的，而非传统的靠雷达无线的机械转动来实现，故又称电子扫描雷达――编者注)或合成孔径(SAR)成像雷达；为今后不受制于美国，“梭鱼”采用伽利略卫星导航系统，且可与惯性和红外结合形成复合导航方式。目前，验证机的数据通信系统主要采用北约LINK-16数据链，但也保留了各类接口，以利于后续升级改进，预计未来将采用宽带的、作用范围更远的超视距数据链，这样在未来网络中心战环境中便可与其他平台和设备实时共享信息。飞行过程中，“梭鱼”无人机采用全电子方式控制，仅有的液压系统只用于控制起落架和前轮，制动器为机电式电动碳闸。

最初，EADS公司在开发“梭鱼”时，将其攻击性能也列入规划，比如“梭鱼”机体中段机身就曾保留有一个长2m左右的武器舱，需要时可装载一枚空地导弹。但德国军方始终认为，鉴于无人机作战与有人战机的作战模式显著不同，无人机要真正挑起空中作战的大梁，就需要具备更强的自主作战能力。但目前人工智能领域开发的技术局限和人类担心无人机失控等问题，使无人机在作战过程中更多地采取人工干预的办法，即保证操纵人员掌握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。但这种作战模式是否适应紧张激烈的空战，并未真正通过检验。因此，国防军亦不愿在如此重大的问题上冒进，而且考虑到项目经费限制，同时增大项目成功并装备部队的几率，在与EADS公司签订合同时，便将原来具有攻击能力的多用途无人机重新定位成中、高空长航时，具备网络中心战能力的先进无人机，在战场上主要负责情报、监视、目标获取和侦察(ISTAR)等支援性任务。

侦察探测，自有一套

如前所述，EADS公司在第二架验证机上试验搭载了大量电子系统和航电设备，其载荷舱可装载各种先进的传感器，如光电／红外摄像仪、激光指示器、辐射源定位系统或合成孔径雷达。目前EADS公司已对载荷舱进行了试验，可同时携带相控阵雷达、合成孔径雷达和光电传感器。

这些光电设备及电子系统除具备常见的电子战、数据通信、侦察功能外，还具备独门绝技。比如其可较准确地识别地面和空中目标，这里所说的识别，不仅仅只是探测到目标，而是能获取目标的高分辨率图像和特征信息，也就是说，这些光电设备除能够探测、跟踪到目标外，还能获取关于目标的型号、数量等可供指挥官更有效率地分配作战资源的关键性信息。

对地面目标进行探测、侦察时，“梭鱼”主要利用携带的SAR雷达来完成，此雷达具有侧视和聚束式工作模式。运行时，雷达先以侧视功能对探测区域进行连续扫描，能够较精确地发现地面静止目标。但由于现在战场目标非线性、全时空分布的特点，敌、我及中立目标混杂，因此侧视扫描时发现的目标不一定都是军事目标，比如在同一区域发现的目标除坦克外还会有一些民用汽车。因此在确定目标分布后，即可用聚束式工作模式对特定区域内的车辆或建筑物目标进行高分辨率探测，获取其较直观的二维雷达图像，这样既可确定目标位置，又可对特定目标进行高准确度的识别。

对空中目标探测时，“梭鱼”则采用经过特殊调制的雷达脉冲信号，对空中喷气式飞机及直升机进行探测和识别。探测时除发现目标外，还可利用目标推进系统上的旋转部件对目标进行精确识别。这类旋转部件主要是直升机发动机高速旋转着的旋翼桨叶，以及喷气式飞机涡扇发动机的涡轮叶片。由于不同机型装备着特定的发动机，故通过发动机旋转部件反射回的信号可提取出发动机的关键特性，如不同气体压缩级叶片或旋翼的数量、发动机叶片或旋翼转速等信息，通过将这些信息与各类已知的发动机对比，就可确定目标所采用的发动机，进而确定目标的型号及危险程度。

这种探测兼具精确侦察的能力，对于指挥官而言可提供非常有用的信息。比如在战场上，“梭鱼”在空中探测并识别出目标是一架某型号战斗机，此战斗机仅由敌方所装备，那么就立即可将其判定为敌方目标，指挥官就可根据这一情况，调配适合的反应力量和资源来应对威胁。目前，具备JEM和HERM探测分析能力的现役飞机，仅少数几种最新的有人战机(如F-22、F-35)及无人机具备，而“梭鱼”则是少数几种具备此能力的先进无人机之一。

隐形性能，独树一帜

由于“梭鱼”所采用的常规气动布局，要提高其隐形性能注定不能利用X-47B、“雷电之神”等所采用的翼身一体化隐形模式。德国国防军对其隐形性能非常看重，要求“梭鱼”的隐形能力要能与美制F-22“猛禽”相媲美，其雷达反射截面积要达到0.001～0.01m2数量级。对此苛刻的要求，EADS公司虽在隐形技术上有雄厚的技术储备，但2005年仍专门在不来梅市建立一座新式大型微波暗室，用于测试“梭鱼”无人机的隐形性能。具体来说，梭鱼主要从以下三个方面来强化其隐形性能。

材料优势弥补气动布局不足

“梭鱼”大量采用的复合材料赋予其很强的隐形性能，而且EADS公司在生产这些复合材料时，特地将其制成多层和夹层结构，利用透波性能好、强度高的碳纤维材料制成面板，其夹心制成蜂窝、波纹或角锥结构，在夹心壁上涂覆吸波涂层或在夹心中填充轻质泡沫型吸波材料，使其具备很强的吸波能力。“梭鱼”特别在其尾喷口附近的高温区域大量采用复合材料，能很好地抑制红外辐射并吸收雷达波，在发动机部位用致密碳涂层来吸收发动机排气的热辐射，有效减少了红外辐射特性。

尽可能利用现行隐形设计

“梭鱼”采用双V形垂尾，这种V形垂尾不像垂直尾翼那样，会与水平尾翼或机身形成直角或近乎直角，其有利于隐形性能的提高。

前瞻性的进气道反JEM探测设计

由于“梭鱼”本身具备对目标发动机的探测识别能力，在设计其进气道时也充分考虑到其涡扇发动机的反JEM探测特性。其发动机进气口特别设计有较长的进气道，且进气道内壁涂敷有中吸波材料，以此减少进、出发动机的信号量，使未来敌方利用JEM技术对“梭鱼”进行探测识别更为困难，这一设计充分体现了当今隐形与反隐形的发展趋势，具有前瞻性。

积聚经验，等待装备

德国EADS公司开发“梭鱼”无人机的曲折经历，体现出无人机在设计、整合和制造过程中的艰辛。现在“梭鱼”作为验证机，虽然仍未达到量产并装备部队的阶段，但它使EADS公司获得了生产成熟的下一代实战无人机所需的基本经验，同时使EADS无人机获取了无人系统在“网络中心战”中协同作战以及无人机在空战中与其他设备和系统相互配合、自主执行任务等方面的实际经验。