“雷神”的三大技術突破
“雷神”無人機項目始于2006年12月,旨在驗證英國自主研制生產(chǎn)隱身無人作戰(zhàn)飛機的能力。“雷神”這一名稱出自凱爾特神話,代表著力大無窮、戰(zhàn)無不勝。英國將這種無人機命名為“雷神”,就是想以此表明“雷神”是一種堪比“火神”轟炸機的全新無人攻擊平臺,同時也凸顯該項目的地位和作用。
“雷神”是一種超音速、隱形無人機,長約12米,翼展約10米,重量超過4噸,是世界上最大的無人機之一。該項目先后有100多個廠家參與研發(fā),造價超過2.5億美元。從技術層面看,該無人機主要有三大技術突破。
一是總體布局設計匿影藏形。“雷神”采用低可觀測外形設計和總體布局,大量應用了低可探測性復合材料,且制造精度非常高。發(fā)動機進氣道的后部管道采用了先進的纖維鋪設技術,可有效躲避雷達的探測。機身設計誤差只有頭發(fā)絲直徑大小,可進一步降低飛機的信號特征。
同時,“雷神”較好地應用了有人駕駛飛機的總裝技術,并且實現(xiàn)了各系統(tǒng)間的有機綜合集成。其無尾布局設計不僅可以明顯降低飛行阻力,在所裝燃油量一定的情況下,還能夠大大增加飛機的航程,而且省去了相關的結(jié)構(gòu)材料和操縱機構(gòu),使結(jié)構(gòu)重量顯著減輕。
二是動力裝置力求創(chuàng)新。為確保“雷神”具有洲際間航程和出色的續(xù)航能力,“雷神”驗證機采用了技術較成熟的“阿杜爾”系列發(fā)動機中的MK951型。該發(fā)動機主要特點是設計了新型風扇,可提供強大的推力。
根據(jù)計劃,英國還準備為“雷神”研制一種全新的高溫發(fā)動機,以便為其投入實戰(zhàn)打造一顆更加強勁的“心臟”。這種新型高溫發(fā)動機將具有更強的任務續(xù)航能力、更大的推力,并可大幅度降低紅外信號特征和雷達反射截面積。
三是飛控系統(tǒng)技術先進。“雷神”在充分利用較成熟的氣動控制技術基礎上,采用了數(shù)字式飛行控制系統(tǒng),能很好地實現(xiàn)操縱面的耦合控制。機翼后緣的多個操縱面能夠保證飛機根據(jù)控制指令提供相應的偏航力矩,確保無人機在各種條件下可靠地自主飛行。在起飛和降落過程中,打開的起落架艙門可以起到垂尾的功能,以滿足低速飛行時航向穩(wěn)定性的要求。
該機還運用了射流推力矢量和循環(huán)控制等關鍵飛行控制技術,可有效控制機體兩側(cè)的噴氣主流和次流,使之沿著機體表面產(chǎn)生矢量推力,從而獲得俯仰和滾動控制力。同時,從機翼后緣吹出的空氣,還可以促進機體上表面空氣的流動,實現(xiàn)增加升力的目的。這樣,飛機不采用常規(guī)操縱面就能確保正常飛行和操縱控制。在飛行過程中,飛機的副翼不再產(chǎn)生機械運動,高壓空氣借助射流裝置,可使機翼表面的流場發(fā)生彎曲,從而有效改變副翼表面的升力,實現(xiàn)完全依靠氣動效應控制飛機滾轉(zhuǎn)的目的。這不僅能降低無人機的生產(chǎn)成本,還可顯著簡化飛機的維護保養(yǎng)工作。
躋身世界五大頂尖無人機之列
有專家指出,從無人機的飛行時間、距離、高度、速度,以及隱身能力、偵察監(jiān)視能力、進攻和防御能力、作戰(zhàn)運用效果等綜合作戰(zhàn)性能先進程度看,世界上排在前五位的無人機分別是RQ-4A“全球鷹”無人機、 X-47B無人機、獵鷹高超音速飛行器(HTV-2)、“雷神”無人機、“神經(jīng)元”無人機??梢?,“雷神”已躋身世界五大頂尖無人機之列,其水平無疑處于世界前列。
“雷神”之所以能夠成為當今世界無人機“五強”之一,是因為該機具有以下五個方面的強大作戰(zhàn)能力:
一是具有洲際打擊能力。“雷神”設計初衷之一就是用于高速洲際飛行,要求該機在衛(wèi)星監(jiān)控下可以從英國本土飛往世界各地發(fā)動襲擊,能夠到達地球的任何一個角落執(zhí)行相應的軍事任務。為此,“雷神”充分利用機內(nèi)空間裝載了大量燃料,航程達到數(shù)千千米。
為增大航程,“雷神”采用了大后掠前緣的翼身融合體布局,機身和機翼的后緣分別對應平行于前緣,類似B-2轟炸機的設計,從而確保飛機具有跨大洲攻擊的能力。
根據(jù)作戰(zhàn)需要,該機可從英國起飛,對遠在阿富汗的目標進行縱深打擊,大大降低軍事人員在前線作戰(zhàn)的風險,使英軍在反恐戰(zhàn)爭中如虎添翼。按照規(guī)劃,“雷神”將會首先部署在非洲反恐戰(zhàn)場上。
二是能對敵方進行有效監(jiān)視和偵察。“雷神”裝備有自動人工智能系統(tǒng)和識別系統(tǒng),其最基本的機載探測設備都是先進的光電和雷達傳感器。未來還將裝備正在研制的保形雷達、戰(zhàn)術數(shù)據(jù)鏈、“圖像采集和開發(fā)”系統(tǒng)等。“雷神”能通過一個低波段數(shù)據(jù)鏈向地面中繼傳送圖像,或者通過衛(wèi)星實現(xiàn)洲際間傳輸。因此,“雷神”在情報與態(tài)勢感知方面,可執(zhí)行從目標截獲到戰(zhàn)后作戰(zhàn)損傷評估等作戰(zhàn)全過程的任務。同時,“雷神”還能根據(jù)作戰(zhàn)需要自動選擇、編輯和傳送戰(zhàn)場上的各種數(shù)據(jù),而不是毫無選擇地將大量各種信息發(fā)送給作戰(zhàn)人員。
三是對地火力打擊能力強。“雷神”裝有兩個內(nèi)置武器艙,能夠攜帶多種導彈以及定向能武器、高功率激光或微波武器等,可在多個目標上空投放彈藥,對多個目標形成雷霆萬鈞式的精確火力打擊。
四是能夠自主作戰(zhàn)。“雷神”安裝有先進的計算機自動控制系統(tǒng),能夠獨立應變,執(zhí)行各種任務。“雷神”可按照設定的要求滑行、起飛,并沿著搜索空域和最佳航線航行,自動躲避威脅或者選擇需要打擊的目標。
英軍認為,在發(fā)現(xiàn)目標——判斷目標——作出決定——實施打擊這一決策環(huán)路中,保證人的參與和對關鍵任務的決策權(quán)限是必要的。所以,當“雷神”決定對目標進行打擊時,還是會尋求地面或戰(zhàn)斗機上控制人員的授權(quán)。一旦獲得授權(quán),“雷神”將自主攻擊目標,并在完成攻擊任務后沿著預定航線返回基地。
此外,“雷神”還可與有人駕駛飛機聯(lián)合編組成新的戰(zhàn)斗機群,以多機種飛行編隊的形式實施縱深打擊。
五是具有較強的生存能力。“雷神”的隱形裝置使其幾乎不會被地面雷達發(fā)覺,加之機動性能好、飛行速度快,可在戰(zhàn)爭伊始,首先對敵防空系統(tǒng)等重要目標實施打擊。模擬顯示表明,該機可以在多套俄羅斯S-400地空導彈系統(tǒng)組成的嚴密防御戰(zhàn)場上生存下來。