随着信息化战争取代机械化战争成为主要战争形式,战争的主角正逐渐从有人系统向无人系统转变。为应对未来战争的发展,以无人机为代表的无人系统作为战争的焦点受到广泛关注。
泰尔集团在 2013 年国际无人系统协会 (AUVSI) 会议和贸易展上公布了其最新的全球无人机预测。预计未来 10 年全球无人机支出将翻一番,从 2014 年的 52 亿美元增至 2023 年的 116 亿美元。其中,无人机系统的研发投入将从2014年的19亿美元增加到2023年的40亿美元,采购成本将从33亿美元增加到76亿美元。泰尔集团分析师表示,未来10年,美军将在无人机研发和采购方面领先世界,分别占全球资金的65%和51%,其次是亚太和欧洲。
无人机在情报、侦察、监视等方面有着传统的应用,但随着无人机的发展,承担打击任务将是无人机的必然功能,各个军事强国也在围绕这一功能展开各种举措。研究。本文分析了当前各国大型主战无人机的发展现状,探讨了无人主战机的发展趋势。
各国主战无人机研究进展
1 波音公司的 X-45/X-46 和诺斯罗普格鲁曼公司的 X-47(飞马)
美军在大型无人机研究方面一直处于领先地位,并制定了详细的无人机研究发展路线图。据美军透露,F-35将是美军最后一架有人机,2025年前后美军将完全无人化。美军在无人机方面的努力主要包括X-45和X-47,以及目前正在研究的关键型号是 X-47B。
X-45的设计理念源于波音公司的F-22猛禽战斗机技术。它是一种隐身、强大的无人攻击平台,具有先进的自动化系统,允许一名操作员同时控制四架 X-45。波音先后开发了X-45A/B/C3机型。X-45C拥有更大的有效载荷能力(2041公斤)、更远的航程和更长的飞行时间。X-45C 的机身与 X-45B 相似,但机翼设计独特,X-45C 呈箭头形状。X-46 是 X-45C 的海军版本,设计用于海军在航空母舰上使用,但输给了诺斯罗普·格鲁曼公司的 X-47。X-45无人战斗机是美国国防高级研究计划局和美国空军联合提出的新型概念验证无人机,主要是验证无人战斗机应对21世纪全球突发事件的技术可行性。该机于1997年研制,2005年完成相关技术试验。X-45A采用高灵敏度传感器、模式识别、灵活智能决策等人工智能技术。奠定了坚实的基础。
诺斯罗普·格鲁曼公司开发了两种型号,X-47A(见 1) 和 X-47B(见 2))。X-47A 为美国海军 UAV-N 计划提供了概念验证,该计划诺斯罗普·格鲁曼公司的X-47B海军无人空战系统UCAS或UCAS-D,源自美国国防部的J-UCAS 2007 年项目 X-47B 是 X-47A 的放大版,该项目的主要合作伙伴包括普惠(F100 发动机)、洛克希德马丁(控制面、前缘和发动机进气)和GKN Aerospace(用于 F100 发动机)。负责下部结构和机身蒙皮)。X-47B采用三角形机身,无尾翼配置,类似于按比例缩放的B-2轰炸机。X-47B具有宽带隐身性能,可以提高其应对先进地空导弹的生存能力,具有隐身特性,其射程相当于F-35飞机的2倍。它的大小类似于一架 F/A-18 战斗机,有 2 个武器舱,可承载 2040 公斤的载荷。该机于2001年研制成功,2003年在陆地模拟航母条件下首飞。2005年实现四架陆地飞机同时起降和编队飞行。2011年初,该机首次登上航母进行相关技术性能测试。计划于2018年形成初步作战能力。该机的主要任务是海上巡逻预警、电子打击、打击和压制地面防空系统。这两种无人战斗机具有隐身性能,可在中低防空压力下对敌进行纵深攻击。理论上性能不比同装备的有人战机差的有人战机的具体作战性能还有待研究。
图 1 诺斯罗普·格鲁曼公司的 X-47A
图 2 诺斯罗普·格鲁曼公司的 X-47B
虽然 X-47B 携带的武器不包括在项目资金中,但诺斯罗普·格鲁曼公司已经在与美国海军就可能携带的武器类型进行谈判(例如可以携带 12 枚的小直径炸弹)。尽管诺斯罗普·格鲁曼公司没有强调 X-47B 将用于空对空作战,但为其设计的武器舱的大小也可以携带先进的中程空对空导弹 (AMRAAM)。在空中加油的情况下,X-47B的续航时间将超过50小时,足以从航母飞到超视距目标所在区域,其空载时间可以长达24小时。
首架X-47B原型机于2008年12月下线,2009年11月首飞。第二架原型机于2011年11月首飞,自2009年起继续试飞。2012年底,航母在“杜鲁门”号航母上进行了起降试验和海试。2013年5月14日,X-47B从“布什”号航空母舰上弹射下来。
2 Raytheon,BAE 系统公司,英国
由英国 BAE Systems 开发的 Raytheon (Taranis) 是英国国防部的无人机技术演示器,是其战略无人机 (SUAV) 计划的一部分。该项目于 2006 年 12 月启动,合同价值为 1. 24 亿英镑。BAE Systems在无人机开发领域积累了丰富的经验。其早期开发的技术演示机包括 Corax 和 Raven,目前的无人机包括 Hert、iFury 和 Mantis。Raytheon 项目将以这些无人机为基础,同时还利用 BAE 在其 Replica 和 Night Jar 项目中使用的低可观测性技术。该项目的其他成员包括 QinetiQ 和 GE Aviation(前身为 Smiths)。BAE是该项目的主要承包商,负责系统集成;QinetiQ 负责开发人工智能软件、通信子系统和飞行安全系统;GE Aviation 负责开发飞机系统支持电子设备。
雷神公司有2个武器舱,但试飞时不会运送实弹,武器会以模拟的方式携带和运送。BAE希望雷神的成功研制能够得到英国国防部的进一步支持,进一步发展该项目并进入正式的无人机生产阶段。英国空军最近表示,它需要少量的隐身突防无人机,而雷神的继任者很可能会满足他们的需求。BAE希望雷神的成功研制能够得到英国国防部的进一步支持,进一步发展该项目并进入正式的无人机生产阶段。英国空军最近表示,它需要少量的隐身突防无人机,而雷神的继任者很可能会满足他们的需求。BAE希望雷神的成功研制能够得到英国国防部的进一步支持,进一步发展该项目并进入正式的无人机生产阶段。英国空军最近表示,它需要少量的隐身突防无人机,而雷神的继任者很可能会满足他们的需求。
图 3 英国 BAE Systems 的 Raytheon
英国空军已决定将无人机服役时间从 2018 年推迟到 2025 年,这符合法国的计划(法国空军计划在 2030 年将无人机纳入其未来的空战系统)。不过,直到现在,英国还没有加入欧洲的无人机研发团队。主要原因是英美签署的隐身技术协议限制了英国与其他国家的合作。据悉,除雷神外,英国还在开展其他与低可观测性无人机技术相关的秘密项目。
雷神机身于2007年开始制造,2008年初开始组装。验证机于2008年底在地面进行测试。2013年10月25日,英国国防部提交了一份关于军用无人机系统的文件。英国议会下议院确认,英国BAE系统公司的雷神(Taranis)无人作战技术验证机已完成首飞,目前正在进行初步测试计划。飞行测试在澳大利亚南部的乌迈拉试验场进行,该试验场已被英国用于无人机试飞,包括 2009 年的螳螂号。2014 年 2 月 5 日,英国军方宣布雷神成功完成首次试飞航班。
来自 Dassault Europe 的 3 个神经元
在欧洲的神经元项目中,法国达索公司是多国(法国、希腊、意大利、西班牙、瑞典、瑞士)合作无人机项目的主承包商,合同金额高达4亿英镑。Neuron项目于2004年启动,以达索公司于2000年启动的隐形无人机技术演示器Little Duke项目为基础。该项目更名为NEU-RON后,目前的承包商主要包括瑞典的萨博(具有SHARC无人机开发经验)和 FILUR 无人机)、意大利的 Alenia Airlines(具有 Sky-X 和 Sky-Y 无人机开发经验)、西班牙的 EADSCASA、瑞士的 Lager Aerospace(开发了 Ranger(游侠)无人机)和 Hellenic Aerospace Industries。
神经元无人机(见图4)起飞质量约7t,机长10m,翼展12.5m,机翼前缘后掠角50°,前缘结构和机翼后缘)和材料经过精心设计,以最大限度地减少该无人机的雷达横截面(RCS)。与雷神无人机一样,Neuron 使用劳斯莱斯的 Adour 发动机进行推进。Neuron项目背后的关键驱动力来自军方对高度隐身作战平台的需求,其中三个关键部分是机身形状、机身各部分的缝隙和进气口等需要为隐身设计的包括传感器窗口和武器舱门。、起落架舱门、发动机排气系统等。2006年10月,达索正式订购了两台 Adour MK951 发动机作为神经元验证机的动力单元,第一台于 2007 年夏天交付用于地面测试,第二台作为备用发动机将于 2010 年底交付,以备飞行测试。发动机进气口设计成S形,以屏蔽内部叶轮;除了最大限度地减少这架无人机的雷达特征外,设计团队还努力采取各种措施来减少红外特征,尤其是发动机排气尾流。发动机进气口设计成S形,以屏蔽内部叶轮;除了最大限度地减少这架无人机的雷达特征外,设计团队还努力采取各种措施来减少红外特征,尤其是发动机排气尾流。发动机进气口设计成S形,以屏蔽内部叶轮;除了最大限度地减少这架无人机的雷达特征外暗剑无人机服役没有,设计团队还努力采取各种措施来减少红外特征暗剑无人机服役没有,尤其是发动机排气尾流。
图 4 Dassault Europe 的神经元
负责机身的萨博公司于2009年夏天开始组装机身的主要部件,2010年将交付给达索公司进行总装。2012年11月,Neuron无人机在法国伊斯特尔空军试验基地试验成功,2012年Neuron进行了武器投送试验(据说使用GBU-12激光制导炸弹),并将集成光电传感器,用于目标捕获和识别。在飞行测试期间,神经元的飞行路径将被优化,以在进入威胁空域时最大限度地减少 RCS。虽然 Neuron 可以携带武器,电池续航时间长达 12 小时,但它只是一个技术演示器,其尺寸约为量产模型的 3/4。
神经元无人机解决了编队控制、信息融合、无人机间数据通信、战术决策和火力协同等技术,实现无人机自主编队飞行,智能化程度达到较高水平。2012年12月19日,达索宣布神经元无人机试飞成功。它的后续开发模型应该比验证机更大更强大。
4 来自德国 EADS 的先进无人机 Talarion 和梭子鱼演示器
EADS的先进无人机项目(名为Talarion)也吸引了众多合作伙伴。该项目目前是德国、法国和西班牙之间的合作伙伴关系,但最终将包括其他成员国(包括土耳其)。该项目将采用模块化设计开发一系列可开发成长航时或高速机型的监视无人机。在2009年6月的巴黎航展上,公司披露
Talarion 无人机的细节,展示了无人机的全尺寸模型。与隐形梭子鱼不同,Talarion 无人机尽管机翼较短,但并非专为空对空作战而设计。由于欧洲对开发专门用于军事活动的飞机有严格的限制,从开发之初,Talarion 就被设计为能够在民用空域飞行的无人机。但在2012年9月10日,据说Talarion UAS项目的开发活动已经提前正式搁置,但EADS仍想继续寻求进一步研究的支持。
EADS德国公司的军用空中系统梭子鱼技术演示机是一种由喷气发动机驱动的中空长航时无人机。该机长8m多,翼展7m多,最大起飞重量3.25t,最大有效载荷300kg以上,是欧洲研制的最大型无人机。由于梭子鱼无人机不会真正投入生产,EADS 决定将其用作 Talarion 无人机的技术演示器。2006 年 4 月,EADS 研发的首架梭子鱼原型机完成了首次试飞,但同年 9 月,该机在西班牙海岸试飞时意外坠毁,此后项目陷入停滞,直到2008. 目前,第二个梭子鱼演示器已经组装好并准备好进行测试。据悉,2009年7月27日,EADS利用首架梭子鱼的改装来验证其无人飞行系统的能力。该机的四次自主飞行测试均在加拿大天鹅湾空军基地进行。进行中。在 EADS 的无人机发展长期路线图中,可以看出该公司的重点是超长续航时间(长达 48 小时的飞行时间)和搜索敌方防空系统的能力(压制敌方防空系统) . EADS 于 2011 年对梭子鱼进行了传感器到射手的熟练度测试,并于 2013 年进行了武器交付测试。该机的四次自主飞行测试均在加拿大天鹅湾空军基地进行。进行中。在 EADS 的无人机发展长期路线图中,可以看出该公司的重点是超长续航时间(长达 48 小时的飞行时间)和搜索敌方防空系统的能力(压制敌方防空系统) . EADS 于 2011 年对梭子鱼进行了传感器到射手的熟练度测试,并于 2013 年进行了武器交付测试。该机的四次自主飞行测试均在加拿大天鹅湾空军基地进行。进行中。在 EADS 的无人机发展长期路线图中可以看出,该公司的重点是超长续航能力(长达 48 小时的飞行时间)和搜索敌方防空系统的能力(压制敌方防空系统) . EADS 于 2011 年对梭子鱼进行了传感器到射手的熟练度测试,并于 2013 年进行了武器交付测试。
俄罗斯米格集团的5条射线
俄罗斯米格飞机制造集团研制的Skat无人机演示器于2007年莫斯科航展上首次亮相,表明俄罗斯也开始对无人机作战能力产生兴趣。SKAT无人机的研制始于2005年,米格集团不仅借鉴了其研制有人战斗机的经验,还借鉴了其冷战时期的导弹技术和无人机设计。参与该项目的合作伙伴包括 Klimov(负责 RD93 发动机)、Irkut(负责任务航电)和 Khius LLC(负责复合材料),以及多个国家研究部门。Ray 的布局与其他采用融合机身配置的无人机类似,采用三角翼无尾配置,发动机进气口位于机身顶部。
射线翼展11.5m,全长10.25m,高度2.7m,最大低空飞行速度800km/h,最大武器载荷为 2 吨。射线演示器在海平面最高时速800km/h,射程可达4000km。综合指数大致相当于美军的X-47系列。据说射线可以突破敌人严密的防空火力,即使受到猛烈攻击,也能准确攻击地面和海上目标。虽然理论上这种射线非常强大,但自从那次航展以来,就没有关于射线的进一步消息了。直到 2013 年 5 月 31 日,
结束语
从现有资料和文献分析可以发现,各国都在根据本国国情和后续发展需求寻找适合自己的下一代主战无人机,但主要发展方向仍是追求隐身,增强战斗力。未来的战场将是无人作战装备展示实力的大舞台。中国正在追赶世界大国,走出自己的路。2006年10月末的珠海航展上,由中航沉阳飞机设计院设计的“暗剑”无人机模型亮相。与世界大国相比,我国在无人控制关键技术、推进技术、复合材料应用、隐身技术等方面仍有较大差距。在后续研究中,中国航空工作者任重道远。相信未来中国将继续创造奇迹,为实现强军强国梦而奋斗。我们将拭目以待。