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未来空战主角——X-47B隐形无人战机

正在准备弹射起飞的X-47B

  5月14日,美国海军一架X-47B隐形无人作战飞机从“乔治·布什”号航母上成功弹射起飞,在完成一系列预定飞行动作后降落于马里兰州的一个海军航空站。本月初的5月4日,另一架X-47B无人战机在美国帕图森河海军航空站完成了首次阻拦着陆试验。X-47B无人机是美军的第一款舰载无人战斗机,能在航母上自主完成起飞和降落,并且具备雷达隐形能力。此次弹射试验是按计划上舰试飞的重要部分。目前,美国海军的多架X-47B无人机都在紧张试验。早在去年11月27日至12月17日,由美国海军和诺斯罗普·格鲁曼公司组成的“无人作战航空系统验证”(UCAS-D)项目团队,在“杜鲁门”号核动力航空母舰上已成功完成了X-47B舰载无人作战飞机验证机的首次海上测试。美国频繁进行X-47B试验,表明美国正在加速“无人作战航空系统验证”的进程,凸显无人作战系统应用于实战已为期不远,并预示未来作战方式将发生重大改变。
  研制试验进程加快
  X-47B项目始于2007年,但诺斯罗普·格鲁曼公司早在2000年中期就开始研制舰载无人机了。当时波音公司和诺斯罗普·格鲁曼公司都接到了美国海军制定打击无人机构想的合同,交易总额为40亿美元。合同要求两家公司应于2001年底至2003年初提交自己的原型机。在计划框架内,波音公司研制了X-45无人机,并于2002年5月进行了首飞;诺斯罗普·格鲁曼公司研制了X-47A无人机,于2003年2月进行了首飞。
  但由于美国陆军也参与该项目并计划装备隐身无人打击飞机,却未能和海军就统一的无人打击飞机构想达成一致,致使舰载无人机研制计划在2006年被停止。直到2007年,诺斯罗普·格鲁曼公司得到研制舰载无人机的新合同后,才使该项目正式开始实施。不过该公司采用了许多已有的成果,包括内部武器舱和导航设备等,对实际研制进度影响不大。
  为了占据领先优势,研制商诺斯罗普·格鲁曼公司加快了该项目的研制进度,并于2011年2月4日,在美国加里福尼亚的爱德华兹空军基地完成X-47B首飞。在飞行试验过程中,X-47B未收起落架爬升到1500米高度,测试了导航设备和飞机控制系统的工作情况,留空29分钟,试验情况达到预想效果。与此同时,又制造出第二架X-47B,加紧试飞试验。2012年7月29日,美国海军X-47B无人空战系统(UCAS)演示样机成功完成了在帕图森河海军航空站的历史性首飞。这次试飞的目的是为了验证X-47B无人机与航空母舰飞行程序和起飞/回收设备之间的兼容性,帕图森河海军航空站独有的航空区域和舰载设备为这次试飞提供了保障。陆基测试使X-47B在上真实航母作业之前,建立起执行精准进场、阻拦降落以及弹射起飞等方面的能力,并为X-47B在航母上试飞奠定基础。
  随后,两架X-47B(AV-1、AV-2)验证机紧锣密鼓进行不同状态科目试飞测试。按原计划X-47B将在2013年进行海上测试,实际海上测试计划又被提前。2012年11月29日,美国海军在Patuxent River基地完成了一架X-47B无人战斗机的首次陆地弹射起飞实验,而在进行陆地弹射实验的同时,另外一架同型号战斗机已经被运送到美国海军杜鲁门号航母上进行测试。美国海军计划在2013年完成X-47B战斗机在航母上的首次弹射起飞和拦阻着陆试验。2012年12月首次进行的海上测试,由编号为AV-2的X-47B验证机承担。这期间,另一架编号为AV-1的验证机,继续在帕图克森特河海军航空站担负陆上测试任务。在海上测试期间,参试人员使用一种名为“控制显示单元”(CDU)的手持式遥控设备对AV-2进行了一系列甲板操作试验,主要内容包括:升降机运载、进出航母机库、在飞行甲板上滑行、与拦阻索脱离、移动至弹射起飞位置等。在进行上述甲板操作试验时,杜鲁门号航母分别处于停泊状态(在诺福克海军基地港内)和航行状态(在弗吉尼亚州海岸附近的大西洋海域航行)。据UCAS-D项目团队官员透露,这次X-47B海上测试相当顺利,AV-2号机及参与试验的杜鲁门航母舰员在测试期间的表现非常令人满意。最近连续进行的陆地阻拦着陆试验和弹射起飞试验无疑为加快无人作战飞机上舰创造了条件。
  除此之外,诺斯罗普·格鲁曼公司还在加紧研制无人机自主高空加油系统,在计划框架内研制无人机受油系统以及带软管的自动加油系统,该系统能让无人机在空中相互加油。无人机自主高空加油系统在“全球鹰Block 1”无人机上试验成功后,将移植在X-47B上,这无疑又使X-47B作战距离成倍延伸。
  性能优异一机多用
  X-47B是世界上第一架完全由电脑控制的舰载无人驾驶飞机。X-47B具有优异的战术技术性能,该机空气动力性能优异,无尾翼布局,并具有先进的隐形性能。其主要性能:采用流线型设计,最大翼展18.92米(折叠后9.41米),机长11.63米,机高3.10米,空重6350公斤,最大起飞重量20215公斤, 采用一台普-惠F100-220U涡扇发动机,升限1219米,最大飞行速度达800~1000千米/小时,航程3889公里。尽管X-47B( UCAS-D)是技术演示机,但作为一种全新的无人机作战平台,在设计之初就从性能多样化着眼,并使其能担负多种作战任务,实现一机多用。
  X-47B是根据美国海军的订货进行研制的,美国海军计划把X-47B部署到航母上。这种无人机,是美国海军第一种能够上航母且具有隐身性能的作战飞机,自动化程度很高,涡扇发动机的速度远胜于螺旋桨动力的无人机,并能执行多种作战任务。这种飞机设计之初并非用于空战,主要是用于对水面目标、海岸目标及陆上目标进行空对舰或空对地攻击。
  值得注意的是,X-47B不仅可以作为无人攻击机,而且根据航母作战需求还可将其改装为无人电子干扰机、无人预警机等专用飞机。这些不同用途的无人机,可以分别编入航母现有的攻击战斗机中队、电子战中队和预警机中队,初期可以同有人飞机混编担负航母编队作战任务,待技术成熟后将有可能取代现有的F/A-18E/F、F-35攻击机、“咆哮者”电子战飞机、舰载空中预警机。
  舰载机的作战能力是航母战略威慑力的重要指标。目前,美海军舰栽机的打击半径约为1000公里,相比而言,X-47B的打击半径长达1500公里.X-47B是世界上第一款能够在航母起降的无人驾驶战机。搭载X-47B后,美航母编队可以在远距离更安全的位置对敌实施纵深打击。与此同时,美国海军还在继续推动无人机智能化,这样在地面遥控指挥信道满负荷的情况下, 只需预先输入程序,X-47B无需依靠指挥塔就可以自行完成自主起降、升空作战、打击目标等一系列动作。这就意味着未来航母的上层建筑可以取消,腾出的空间可以用于部署更多的无人作战飞机,或开辟新的起降跑道。由于X-47B设计比较精巧,机长只有 F/A-18E/F的67%,翼展折叠后只有后者的69%。这样一来,航母搭载X-47B后总载机数可以达到150架左右,再加上其长航程、长时间滞空、隐身、无人驾驶等特点,从而可以大大提升美军航母编队的作战能力和战略威慑力。

机库中的X-47B


  重新构建航母作战结构
  航母的出现不仅延长了作战飞机的作战半径,而且也延长了兵力投送距离,同时也具备了扩大军事行动范围的手段,包括舰队防御、对岸攻击、对陆近距离空中支援和反潜作战等。因此,通过航母及舰载飞机不断扩大作战范围,便成了各国所追求战略优势的重要手段。
  目前,航母作战结构基本上是延续二战以来形成的架构。由于航母在二战中发挥了极为重要的作用,在二战期间美国大力发展各种航母。到二战末期,美国已拥有99艘航母,其中包括28个航母舰队和71艘护航航母(CVE)。但随着二战结束,美国大大减少了航母的数量,到上世纪50年代,美国仅保留了11艘航母和4艘护航航母,这使美国海军的作战距离出现了明显差距,于是美国开始研制飞行距离更远的舰载战斗机,其中包括拦截飞机和远程攻击飞机。在朝鲜战争和越战期间,美国需要发展舰载战斗机联队来满足航母作战需求,但由于弹射器和超音速等原因,加之航母甲板和重量限制,对战斗机和攻击机的作战能力形成了限制。为了最大限度地发挥航母的作战能力,提高舰载机的性能便成为加强战斗力的一个重要手段。随着技术不断进步,航母逐渐形成了由攻击战斗机中队、电子战中队、空中预警机中队组成作战架构,该架构在战后的历次局部战中,(如海湾战争、科索沃战争、阿富汗战争、伊拉克战争)都发挥了重要作用。
  随着美国战略调整,特别是谋求实现“空海一体”、“全球一小时打击”、“重返亚太”等战略目标,美国一方面利用现有装备进行重新布局,另一方面则加快各种新武器装备的研制,其中X-47B就是具有战略意义的装备之一。从目前的试飞测试内容来看,X-47B绝不仅仅是一种新的作战平台,如果它试验成功,不仅可以打破现有航母舰载机的体系,而且还会形成全新的作战架构。不难看出,X-47B无人战斗航空系统一旦编入航母战斗序列,将会首先改变现有战力的组成架构。尽管当下受技术等方面原因的限制,在短时间内还不能完全实现作战无人化,但第一步实现无人机与有人机联合编队,无疑会使航母的作战能力产生质的飞跃。

美军操控人员正在使用X-47B的单手遥控设备。


  作战方式将发生重大改变
  X-47B融入了当今世界最先进的技术,先进的设计理念,优良的气动布局,高度的隐身性和自动化程度,具有多种用途,航行时间是有人战机的3倍以上,并具备空中加油能力,是一款介于四代和五代之间的高性能无人战机。因此,X-47B格外引人关注。
  美国海军对X-47B更是充满信心。早在福特级航母铺设龙骨之初,美国海军便扬言,要让X-47B无人机在2015年和首制舰福特号一同加入海军现役。不过X-47B在研制和试验过程中遇到不少困难,后来美国海军加大了与诺斯罗普·格鲁曼公司的合作力度,使其试验进度明显加快。按照计划,它有望于2013年完成后续航母舰载试验。
  X-47B舰载无人机正式上舰并顺利完成测试科目,其意义绝非仅是开创无人机首次上舰的先河,更深层的意义在于将有可能彻底改变未来海空作战方式。舰载无人战斗航空系统编入航母战斗序列,标志着无人作战开始启动。预示传统的有人驾驶的战机将逐渐让位于无人机作战系统,从而导致作战方式发生重大改变。
  首先,X-47B舰载无人机入列航母后,它基本可以不考虑航时的限制,尤其是具备空中加油能力后,可以飞到远离航母的海空域作战,既能最大限度地保护航母编队安全,又可使作战范围大幅度延伸,重要的是X-47B无人机可以进一步提升航母的战略打击能力,从而进一步增强美国的战略威慑能力。
  其次,尽管目前还不能完全实现无人机作战,但是在一段时间内会出现无人机与有人驾驶战机联合编队的全新作战模式。X-47B入列上舰后,可以和F/A-18或F-35C战斗/攻击机组成合理、有效的搭配,实施两个机种优势互补、联合作战。未来海空战场,将会首先出动无人机,对敌方的指挥中枢、海上、海岸及陆地重要目标实施打击,而不必担心人员伤亡。有人机编队则主要用于空战,负责拦截对方空中支援的战斗机。两种飞机编队形成交相呼应的密切配合,可以以最小的代价换取最大战果。
  三是,根据战场需要,X-47B舰载无人机既可以做成威力强大的攻击机,又可以改装成为长航时、中低空的远程侦察机,也可以改装成电子对抗干扰机,还可以改装成空中预警机,在实战中一机多用并担负多种任务,从而使航母作战单元和战力组成架构发生根本改变。
  四是,以X-47B为代表的无人机作战系统的广泛应用,将是一个必然发展趋势。无人机作战系统最大的优势是自动化程度高,与有人驾驶的作战飞机相比相对成本较低,重要的是由于无人机不必再考虑人的生理承受能力,从而最大限度地发挥其作战效能。如有人舰载机的飞行时间一般控制在10小时左右,而X-47B飞行时间可长达30多小时;有人驾驶战斗机飞行员所能承受的最大过载一般不超过10个G,而无人机却可以超过20个G,甚至更高;由于无人机减掉了飞行员的保障系统,可以利用腾出来的空间加载更大的作战载荷;无人机一个最大优势是可以担负战场最为艰难危险的任务,并最大限度地实现“零伤亡”,即便是出现战伤和损毁,也比有人飞机损失的代价要小得多。
  尽管X-47B无人机作战系统目前尚处在实验测试阶段,在试验阶段还有许多问题需要解决,但随着科技进步和研制进程的加快,它已距应用于实战为期不远了。从X-47B测试显现的优势来看,无人机作战系统的广泛应用将是一个必然发展趋势,从而导致未来作战方式将发生根本改变。