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冰原火鸟:从“鳐鱼”看俄作战型无人机发展

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(导语)俄罗斯并不缺乏研制先进无人机的技术实力,米格“鳐鱼”隐身无人攻击机已显示出其希望成为业界领头羊的决心;但如果国家决策层再不对无人机发展给予应有的重视,俄罗斯就可能会输掉这场攸关未来天空控制权的竞赛!

在今年8月21日-26日的莫斯科航展(MAK 2007)上,失去了第五代战斗机项目的米格公司剑走偏锋,以一款外形奇异的无人机全尺寸模型吸引了不少眼球。这种具备隐身性能和火力打击能力的无人机名叫“鳐鱼”。

其实冷战时期的苏联无人机就很有特色,不过近年当美国和欧洲,甚至是亚洲国家的无人机发展呈现一片繁荣景象时,虽然俄联邦安全委员会也通过了诸如《2015年前及远期前景军事技术政策基础》等文件,以期进一步推动本国无人机发展,但俄政府却并没有做出什么实质性举措,拨付的资金不足且迟迟不到位,倒是俄罗斯的企业看在眼里急在心上,推出了不少有希望的型号。“鳐鱼”就是其中最耀眼的一颗明星。

米格的隐身“鳐鱼”

今年8月23日,一些正在报道莫斯科航展的俄罗斯本国记者被米格的官员从航展现场请到了该公司位于格罗莫夫飞行试验研究中心的厂房,这群记者有幸首次目睹了“鳐鱼”无人机“真容”。同时,俄罗斯国内电视台也对“鳐鱼”做了报道,随后这段新闻视频就出现在互联网上,并立刻引起全世界的极大关注。

研制计划

近年来,美国多种型号的作战型无人机投入使用,并在局部战争中取得了不错的使用效果。有人预测F-35将是美国空军最后一种有人驾驶战斗机,无人机的时代正在来临。为了保持在世界航空技术领域的强国地位并满足俄军未来作战要求,早在2004年,俄罗斯国防部就决定发展一种用于执行对地攻击任务的空中无人作战系统,俄空军司令亚历山大·泽林表示:发展无人作战飞机——尤其是对地攻击型无人机——在俄空军未来的装备现代化建设中拥有优先权。面对这样一个朝阳项目,包括米格和苏霍伊在内的多家俄罗斯航空企业都加入了竞争,获胜者将得到俄国防部的研究经费支持。

目前苏霍伊公司的竞争方案还处于严格保密阶段,而米格公司在莫斯科航展中率先公布“鳐鱼”,目的就是希望赢得先机。自从苏霍伊在俄第五代有人驾驶战斗机PAK-FA(未来战术航空飞机系统)招标中击败米格以来,米格公司就加强了其在无人机领域的研究力度。米格总设计师弗拉基米尔·巴克夫斯基宣称:“我们在无人机研制方面已经取得了长足进步,尤其擅长研制执行特种作战任务的无人机。”

值得注意的是,“鳐鱼”验证机全尺寸模型打开的武器舱门上喷涂了许多俄罗斯航空科研单位LOGO,包括第二中央科学研究院、中央流体力学研究院、航空系统研究所和俄罗斯航空电子系统公司等。这表明“鳐鱼”项目集合了俄国内众多极具实力的机构与企业,代表了俄罗斯在该领域最新和最先进的技术成果。俄罗斯联合航空制造公司的一位消息人士在MAK 2007上对美国《航空周刊与空间技术》(AW&ST)记者表示:米格通过这次展示向外界展示了自己的技术实力。公司不仅希望赢得俄军的订单,还希望在世界无人作战飞机市场占有一席之地;同时也欢迎国外客户以投资者身份加入到“鳐鱼”项目中来。

据报道,“鳐鱼”的设计工作在两年前就开始了,原型机将在未来两年内首飞。米格公司将首先制造两架“鳐鱼”技术验证机进行试飞,其中第一架验证机将采用有人驾驶模式首飞以确保安全,这架验证机仍保留V字型垂尾,其驾驶舱被布置在“叉式”进气道之间(有西方记者评论称这是米格-15的风格);第二架验证机将取消垂尾,并开始采用无人驾驶模式试飞,这架验证机的主要任务是考核“鳐鱼”的各项性能指标,同时还会进行武器投放试验。

技术特点

“鳐鱼”无人机是由米格公司的先进概念飞机研发部设计的,从目前俄方已经公开的数据看,“鳐鱼”无人机翼展11.5米,全长10.25米,机高2.7米,最大起飞重量10吨,最大低空飞行速度为800公里/小时,最大武器载荷超过2吨,升限达12000米,作战半径2000公里。其机体结构将大范围使用复合材料以减轻结构重量。

该型机的动力系统采用一台克里莫夫RD-5000B涡轮风扇发动机,这也是装备到中国FC-1“枭龙”战斗机的RD-93发动机的改进型,该发动机没有加力燃烧室,但是装有扁平的二维推力矢量喷管。巴克夫斯基在接受AW&ST记者采访时透露:在米格-29OVT战斗机上验证的全数字式飞行控制系统和发动机电子控制系统将被应用到无人作战飞机上,“鳐鱼”验证机的机翼后缘设置了面积较大的开裂式襟副翼,不过其俯仰和偏航控制将主要依赖于推力矢量技术。

从俄罗斯国内的电视新闻中可以看到:“鳐鱼”为无尾飞翼式布局,十分强调隐身性能,其机翼前、后缘和机身边缘采用平行设计,将高强度雷达反射波集中到与机身前、后缘垂直的四个方向上;进气道位于机身上方接近机头部位,采用单进气口“叉式”进气,两个分叉的进气道由一个垂直隔膜分开,以防止入射雷达波直接照射发动机风扇的迎风面后形成强反射源;另外,机腹武器舱门和机身所有口盖边缘也被设计成锯齿状。米格公司表示,这种气动布局是经过多轮风洞吹风试验才最终确定的,在风洞试验期间,米格公司还尝试过为“鳐鱼”增加两个V字形垂尾,但此举由于影响隐身性能最后被放弃。近年俄罗斯在隐身技术领域取得了不少突破,这在新苏-35战斗机上已经有所体现。不过有消息称,“鳐鱼”采用的还是相对传统的外形与材料隐身方法,已经达到一定实用化的等离子隐身设备将不会出现在该型机上。

有西方记者评论称:“鳐鱼”的外形设计和美国波音公司的X-45C无人机极为相似,但重量和尺寸比X-45C要小很多,更接近于X-45A。对此,米格公司的官员回应道:“鳐鱼”没有抄袭美国的X-45、X-47和欧洲的“神经元”无人机。到目前为止,具有空战能力的智能化无人机技术尚处于起步阶段,各国现有无人机基本上都是用于侦查和对地攻击,短时间内无人机还难以具备与有人驾驶战斗机进行格斗的能力。因此无人机要在战场上生存,就必须依靠优秀的全向宽频带隐身性能,这也是“鳐鱼”采用无尾式飞翼布局的主要原因。美国的几款隐身飞机——无论是有人还是无人驾驶——也都选择了这种布局,这只能解释为技术优化后的必然选择。

“鳐鱼”拥有两个内置武器弹舱,能够携带像Kh-31A反舰导弹(弹体长度达4.7米)这样的大型精确打击武器,在米格公司的武器携带能力展示中,西方记者还发现了KAB-500精确制导炸弹和Kh-31P反辐射导弹,因此可以断定,该型机不仅能够对水面目标和地面目标发起攻击,还能执行压制敌方地面防空系统的任务。


其他公司的项目

除米格的“鳐鱼”外,拥有丰富无人侦察机研制经验的雅克夫列夫和图波列夫公司也开始投入资金进行系列化无人机的研制工作。这两家公司在有人驾驶飞机研制上已经远远落后于苏霍伊和米格,因此希望在无人机领域能争取到一些份额。

图-300作战型(2级)图波列夫设计局的图-300无人作战飞机计划在今年上半年被公开,这个时间还早于现在风光无限的“鳐鱼”。图-300的研制始于上世纪90年代初,该型机跟苏联时代的图-143和图-243无人侦察机基本布局相似,但却是全新设计的。图-300的机头一改此前苏联无人机常用的尖锥状,头部为圆形整流罩,里面是电子设备,整流罩下方还有一个小型玻璃罩,估计是光学设备;整流罩上方是一个小型整流罩,里面的设备还不清楚。图-300的发动机进气口面积增大,估计采用了涡轮风扇发动机。

据信图波列夫设计局已经完成了图-300的飞行测试,本来该计划只是作为一种侦察无人机出现,美国提出研制作战型无人机后,俄罗斯也希望拥有一种大型高速无人驾驶武器平台以攻击美国航母战斗群,据威尼科航空网透露的消息说,这种新型平台很可能就是图-300。这也证实了俄罗斯正在将图-300改进作为无人攻击机的消息,改进后的图-300机腹有一个挂架,挂载能力为1吨,并具有较高的飞行速度和优秀的隐身性能,据称“可以轻松突破航母编队的防空体系,对航母实施直接攻击”。由于保密原因,除了图-300的一些模糊不请的图片外,没有俄罗斯官方的更多消息。

不过从照片看,图-300很难达到俄方宣称的高速及隐身能力,只能说它比图-243和图-143的隐身性能更好些。其采用了翼身融合设计,这对减少雷达反射有积极作用,但跟X-45/47、“神经元”甚至中国“暗剑”的整体式隐身设计无法相提并论。由于翼身融合,图-300的机体有效容积增加,可要想安排内部弹舱仍比较困难(美国的X-45A体积比图-300小得多却拥有2个弹舱,这得益于它的飞翼式布局)。图-300的机翼前缘一直延伸到发动机进气口前,比图-243要大得多,鸭翼面积也相应增加,尽管如此,这种常规布局的无人机升阻比与飞翼式布局差距仍很大,因此它的载弹量显得不足,如果采用外挂不仅阻力大,而且不利于隐身。

当然,图-300的设计时间比西方的作战型无人机要早,其保守的气动布局可以理解。果然在下半年的MAK 2007上,米格“鳐鱼”的突然出现就让所有人大吃一惊。

雅克-130无人型(3级)雅克夫列夫设计局的作战型无人机理念是打算将有人驾驶飞机改装成无人机,这与美国在该领域的早期发展设想差不多,美国和以色列就曾经计划将退役的F-16A改装成作战型无人机。伊尔库特公司(即原来的伊尔库斯克航空产业联合体收购了雅克夫列夫设计局75%股权后成立的新公司)现正计划将雅克-130教练机改进成无人作战飞机。雅克-130航程为2200公里,最大速度1000公里/小时,共有7个外挂点(3个在机身,4个在翼下)可载弹3吨。伊尔库特公司改进雅克-130的初衷是希望在后勤保障上保持一致,并可以节省费用。关于该机型的更详细信息目前仍不得而知。

追赶的步伐

俄罗斯研制无人机的历史几乎跟西方同步,但是由于保密的缘故,外界对苏联/俄罗斯的无人机情况知之甚少,车臣战争使西方对俄罗斯无人机的水平有了进一步了解,通过在车臣的表现,人们普遍认为俄罗斯无人机水平比美国和以色列要差。人们对俄无人机缺乏了解的另一个原因是苏/俄军方缺乏无人机作战使用和操作的完整理论,军队高层对无人机在战争中的作用认识还比较犹豫。在经费有限的情况下,官员们似乎都对无人机没什么兴趣。

在上述问题的制约下,整个上世纪90年代俄国防部很可能没有对无人机项目拨过一个卢布资金。直到2001年10月,当美国“捕食者”已经在进行火力打击试验时,俄罗斯的无人机大部分还仅限于炮兵侦察,同时俄空军也没有要求设计部门设计中空或高空长航时侦察无人机。2001年10月8日AW&ST上刊载的一份报告说,位于莫斯科的战略和技术分析中心副主任康斯坦丁·马基恩科认为,俄罗斯在无人机方面已严重落后于其它国家。

不过近年来世界范围内无人机的快速发展引起了俄国防部的注意。俄军方对无人机的态度也有了较大变化,如颁布未来无人机发展规划,并且为无人机研制增加资金投入等。AW&ST在2001年10月报道说,俄军事专家开始意识到他们正在错过无人机的技术革命,他们呼吁各设计局尽快在更大范围内开始无人机研制。2003年10月AW&ST再次报道称,俄军认为在车臣战争期间无人机对地面部队所起的作用不可替代。

俄罗斯并不缺乏在设计无人机方面经验丰富的单位,如雅克夫列夫、卡莫夫、图波列夫、米格等。雅克夫列夫是苏联时期研究、发展和制造前线无人机的主要设计部门,俄罗斯确定无人机未来的研制规划后,该设计局就首先被要求进行新型无人机的研究工作。苏霍伊在设计无人机方面是个新手,凭借它的技术力量和强大的资金优势,最后也被要求参与到项目中来,米格的“鳐鱼”无人机更是显示出其希望成为业界领头羊的决心。但是,这些设计局对空军的消极态度抱怨不断;另外,设计局对于空军要求他们用本单位资金进行相关研究极为不满。因此尽管像苏霍伊、米格和雅克夫列夫等公司都拥有强大的设计能力,如果决策层不给予应有的重视,俄罗斯仍可能输掉这场攸关未来天空控制权的技术竞赛。

代替有人驾驶飞机?

从包括俄罗斯在内的全球作战型无人机发展情况来看,虽然人们规划出了美好前景,但近期内具有可行性的仍只是无人攻击机和无人轰炸机,无人战斗机的实用化还有大量技术问题有待解决。首先、需要无人战斗机能完成自主起飞、目标识别、目标攻击、自主返航或进行空中加油后再次投入作战,战场情况瞬息万变,无人战斗机上的传感器必须有感知360度范围空情变化的能力,其电脑还必须具备处理这些信息的能力。这一切都需要无人战斗机具备很高的智能水平;其次、还要考虑作战过程中电子通信线路的可靠性问题,如当超出电子控制范围或因干扰和故障等引起控制中断时,飞机能够自动返航着陆等;最后、无人战斗机的战术运用理论也需要长时间形成并完善。只有解决了以上三点,无人战斗机才有可能真正取代有人驾驶战斗机,而这个过程据估计至少也需要二十年。

无人攻击机的实用化就相对容易现实的多,目前攻击型无人机完成对事先确定地面目标的攻击不存在太大障碍,从近年的技术发展情况来看,即使是对付移动目标也是完全可以期望的。当然这必须有其它飞机的信息支持才能实现。在已经能够对预先确定目标发起攻击后,作战型无人机下一步需要解决的就是自主搜索、目标分配后随机攻击目标的问题,这是对人工智能应用技术的极大挑战,也是无人机发展中必须要迈过的一关。

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