各國大型主戰(zhàn)無人機(jī)研究進(jìn)展

中國人民解放軍91404部隊(duì)91分隊(duì) 秦 亮 張繼勇 郭予并

隨著信息化戰(zhàn)爭取代機(jī)械化戰(zhàn)爭成為戰(zhàn)爭的主要形式，戰(zhàn)爭的主角也逐漸由有人操縱的系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o人系統(tǒng)。為應(yīng)對(duì)未來戰(zhàn)爭的發(fā)展，以無人機(jī)為代表的無人系統(tǒng)作為戰(zhàn)爭中的焦點(diǎn)，引起廣泛關(guān)注。

蒂爾集團(tuán)在2013年無人系統(tǒng)國際協(xié)會(huì)(AUVSI)會(huì)議和商展上公布了其最新的全球無人機(jī)預(yù)測。經(jīng)預(yù)測，未來10年，全球無人機(jī)的花費(fèi)將翻番，由2014年的52億美元增至2023年的116億美元。其中，無人航空系統(tǒng)研發(fā)投入將從2014年的19億美元增至2023年的40億美元，采辦費(fèi)用從33億美元增至76億美元。蒂爾集團(tuán)分析師稱，未來10年，美軍將在無人機(jī)研發(fā)和采辦兩個(gè)方面領(lǐng)跑全球，分別占全球資金的65%和51%，亞太地區(qū)次之，歐洲排名第三。

無人機(jī)在情報(bào)、偵察、監(jiān)視等方面有著傳統(tǒng)應(yīng)用，但隨著無人機(jī)的發(fā)展，承擔(dān)打擊任務(wù)將是無人機(jī)的必然職能，各軍事強(qiáng)國也都圍繞這一職能進(jìn)行著多方面的研究。本文分析目前各國大型主戰(zhàn)無人機(jī)的發(fā)展，討論無人主戰(zhàn)飛機(jī)的發(fā)展趨勢。

各國主戰(zhàn)無人機(jī)研究進(jìn)展

1 美國波音公司的X-45/X-46和諾格公司的X-47(天馬Pegasus)

美軍在大型無人機(jī)研究方面一直處于領(lǐng)跑位置，在無人機(jī)研究方面制定了詳盡的發(fā)展路線圖[1-2]。據(jù)美軍宣稱，F(xiàn)-35將是美軍最后一種有人駕駛飛機(jī)，2025年左右美軍將實(shí)現(xiàn)全部無人化。美軍在無人機(jī)方面的努力主要包括X-45和X-47,目前正在研究的重點(diǎn)型號(hào)為X-47B[3]。

X-45設(shè)計(jì)思想源自波音公司的F-22猛禽戰(zhàn)斗機(jī)技術(shù)。它是一種隱身的、強(qiáng)大的無人攻擊平臺(tái)，先進(jìn)的自動(dòng)化系統(tǒng)使一個(gè)操作員可以同時(shí)控制4架X-45。波音公司陸續(xù)發(fā)展了X-45A/B/C 3個(gè)型號(hào)。X-45C具備更大的載荷能力(2041 kg)，航程更遠(yuǎn)，航時(shí)更長。X-45C與X-45B具有相似的機(jī)身，但是， 機(jī)翼做了獨(dú)特的設(shè)計(jì)， X-45C酷似一個(gè)箭頭形狀。X-46是X-45C的海軍版，專為海軍在航母上使用而設(shè)計(jì)，但在與諾格公司X-47的競爭中落敗。X-45無人作戰(zhàn)飛機(jī)是由美國國防高級(jí)研究計(jì)劃局和美國空軍聯(lián)合提出的新概念驗(yàn)證無人機(jī)，主要是驗(yàn)證無人戰(zhàn)斗機(jī)的技術(shù)可行性，以應(yīng)對(duì)21世紀(jì)的全球突發(fā)事件。該機(jī)1997年開始研制， 2005年完成相關(guān)技術(shù)測試，其中X-45A使用了高靈敏傳感器、模式識(shí)別、柔性智能決策等人工智能技術(shù)，在實(shí)用化方面前進(jìn)了一大步，為UAV的后續(xù)研制奠定了可靠基礎(chǔ)。

諾格公司發(fā)展了X-47A(見圖1)和X-47B(見圖2)兩個(gè)型號(hào)。X-47A為美國海軍UAV-N計(jì)劃提供概念驗(yàn)證，這項(xiàng)計(jì)劃旨在驗(yàn)證X-47B在航空母艦上自主飛行作戰(zhàn)的適應(yīng)性和確定相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)。諾格公司的X-47B海軍無人空戰(zhàn)系統(tǒng)UCAS或UCAS-D，源自2007年美國國防部的J-UCAS項(xiàng)目。X-47B是X-47A的放大版，該項(xiàng)目的主要合作伙伴包括普惠公司(負(fù)責(zé) F100 發(fā) 動(dòng) 機(jī) )、洛 馬公司(負(fù)責(zé)控制面、前緣和發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道)以及GKN航空航天公司(負(fù)責(zé)子結(jié)構(gòu)和機(jī)身蒙皮)。X-47B采用三角形機(jī)身、無尾構(gòu)型，類似于一架縮比型B-2轟炸機(jī)。X-47B具有寬波段隱身性能，可提高其在對(duì)付先進(jìn)面空導(dǎo)彈時(shí)的生存能力，具有隱形特點(diǎn)，其航程相當(dāng)于F-35飛機(jī)的2倍。其大小與一架F/A-18戰(zhàn)斗機(jī)類似，設(shè)有2個(gè)武器艙，可攜帶2040kg的載荷。該機(jī)2001年研制成功， 2003年進(jìn)行了陸地模擬航母條件下的首飛， 2005年實(shí)現(xiàn)了陸地4機(jī)同時(shí)起降和編隊(duì)飛行，2011年初該機(jī)首次登上航母，進(jìn)行相關(guān)技術(shù)性能的測試，計(jì)劃2018年形成初始作戰(zhàn)能力。該機(jī)主要任務(wù)是海上巡邏警戒、電子打擊以及對(duì)地防空系統(tǒng)實(shí)施打擊和壓制。2種無人戰(zhàn)斗機(jī)具有隱身性能，可以在低等和中等防空壓力下對(duì)敵縱深實(shí)施打擊，理論上其性能不劣于同等裝備的有人戰(zhàn)機(jī)，具體作戰(zhàn)性能還有待研究。

圖1 美國諾格公司的X-47A

圖2 美國諾格公司的X-47B

盡管項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)中未包含X-47B所攜載武器，諾格公司已經(jīng)在與美國海軍就潛在的攜載武器類型(如小直徑炸彈，可攜帶12枚)進(jìn)行對(duì)話。諾格公司雖未強(qiáng)調(diào)X-47B將用于空空作戰(zhàn)，但為其設(shè)計(jì)的武器艙尺寸也適于攜帶先進(jìn)中距空空導(dǎo)彈(AMRAAM)。在具備空中加油的條件下，X-47B將具有50h以上的續(xù)航能力，足以從航母飛抵超視距目標(biāo)所在區(qū)域，其留空時(shí)間可長達(dá)24h。

第一架X-47B原型機(jī)已于2008年12月下線，于2009年11月首飛，第二架原型機(jī)于2011年11月試飛,飛行試驗(yàn)從2009年持續(xù)至今。2012年底在“杜魯門”號(hào)航母上進(jìn)行航母起降試驗(yàn)以及海上測試，2013年5月14日，X-47B從“布什”號(hào)航母上彈射起飛。

2 英國BAE系統(tǒng)公司的雷神

英國BAE系統(tǒng)公司研制的雷神(Taranis)是英國國防部的UAV技術(shù)驗(yàn)證機(jī)，是其戰(zhàn)略無人機(jī)(SUAV)計(jì)劃的一部分。該項(xiàng)目于2006年12月啟動(dòng)，合同金額高達(dá)1. 24億英鎊。BAE系統(tǒng)公司在無人機(jī)開發(fā)領(lǐng)域積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，其早期研制的技術(shù)驗(yàn)證機(jī)有Corax和大鴉(Raven)，目前的UAV則包括Hert、iFury和螳螂。雷神項(xiàng)目將在這些無人機(jī)的基礎(chǔ)上進(jìn)行，同時(shí)，還將利用BAE公司在復(fù)制品(Replica)和歐夜鶯(Night Jar)項(xiàng)目中所采用的低可觀測性技術(shù)。項(xiàng)目的其他成員還包括QinetiQ和通用電氣航空公司(即以前的史密斯公司)。BAE為項(xiàng)目主承包商，負(fù)責(zé)系統(tǒng)集成； QinetiQ負(fù)責(zé)開發(fā)人工智能軟件、通信子系統(tǒng)和飛行安全系統(tǒng)；通用電氣航空公司負(fù)責(zé)開發(fā)飛行器系統(tǒng)支持電子設(shè)備。

雷神無人機(jī)(見圖3)質(zhì)量為8t，BAE系統(tǒng)公司在研制方案中更加注重細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)，重點(diǎn)突出了隱身性能，其大小類似于Hawk教練機(jī)。在總體設(shè)計(jì)中，BAE系統(tǒng)公司一再強(qiáng)調(diào)雷神無人戰(zhàn)斗機(jī)將具有向另一個(gè)大陸投放武器的能力。BAE系統(tǒng)公司考慮選擇一種更加適合驗(yàn)證飛行所需的渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)，羅·羅公司建議采用阿杜爾系列發(fā)動(dòng)機(jī)中的MK951型作為過渡方案，但在后續(xù)發(fā)展中可能會(huì)申請(qǐng)專項(xiàng)撥款解決高溫發(fā)動(dòng)機(jī)問題。雷神驗(yàn)證機(jī)不僅可以滿足當(dāng)前以縱深打擊為主的任務(wù)構(gòu)想，同時(shí)還能根據(jù)需要執(zhí)行遠(yuǎn)程偵察和監(jiān)視任務(wù)。雷神有2個(gè)武器艙，但在試飛過程中不會(huì)進(jìn)行實(shí)彈投放，武器的攜帶和投放將采用模擬的方式進(jìn)行。BAE公司希望雷神的成功研制將獲得英國國防部的進(jìn)一步支持，以推動(dòng)項(xiàng)目進(jìn)一步發(fā)展，并進(jìn)入U(xiǎn)AV的正式生產(chǎn)階段。英國空軍最近表示，需要少量隱身突防型UAV，雷神的后繼型很可能滿足他們的需求。

圖3 英國BAE系統(tǒng)公司的雷神

英國空軍已決定將UAV的服役時(shí)間從2018年推遲到2025年，這一點(diǎn)與法國的計(jì)劃比較吻合(法國空軍計(jì)劃在2030年將UAV納入其未來空戰(zhàn)系統(tǒng))。不過直到現(xiàn)在，英國也未加入歐洲的UAV研發(fā)團(tuán)隊(duì)，主要原因在于，英、美兩國就隱身技術(shù)簽署的協(xié)議限制了英國與其他國家的合作。據(jù)悉，除雷神以外，英國還在進(jìn)行其他與低可觀測性UAV技術(shù)相關(guān)的秘密項(xiàng)目。

雷神機(jī)身的制造始于2007年，并于2008年初開始組裝。驗(yàn)證機(jī)于2008年底進(jìn)行地面試驗(yàn)，2013年10月25日，英國國防部提交英國議會(huì)下議院一份關(guān)于軍用無人機(jī)系統(tǒng)的資料證實(shí)，英國BAE系統(tǒng)公司的雷神(Taranis)無人作戰(zhàn)技術(shù)驗(yàn)證機(jī)已經(jīng)完成了首次飛行，目前正在執(zhí)行初步測試計(jì)劃。飛行試驗(yàn)是在澳大利亞南部的武麥拉試驗(yàn)場進(jìn)行的，英國一直使用這個(gè)試驗(yàn)場進(jìn)行無人機(jī)試飛，包括2009年進(jìn)行的螳螂(Mantis)無人機(jī)試飛。2014年2月5日，英國軍方宣布雷神成功完成首次試飛。

3 歐洲達(dá)索公司的神經(jīng)元

在歐洲的神經(jīng)元項(xiàng)目中，法國的達(dá)索公司是多國(法國、希臘、意大利、西班牙、瑞典、瑞士)合作UAV項(xiàng)目的主承包商，合同金額高達(dá)4億英鎊。神經(jīng)元項(xiàng)目于2004年啟動(dòng)，基于達(dá)索公司于2000年開始的隱身UAV技術(shù)驗(yàn)證機(jī)小公爵項(xiàng)目。該項(xiàng)目被重新命名為NEU-RON后，目前的承包商主要包括瑞典的薩伯(具有SHARC無人機(jī)和FILUR無人機(jī)的開發(fā)經(jīng)驗(yàn))、意大利的阿萊尼亞航空公司(具有Sky-X和Sky-Y無人機(jī)的開發(fā)經(jīng)驗(yàn))、西班牙的EADS CASA，瑞士的拉格航空航天公司(研制了巡邏兵(Ranger))無人機(jī)以及希臘航空航天工業(yè)公司[4]。

圖4 歐洲達(dá)索公司的神經(jīng)元

神經(jīng)元無人機(jī)(見圖4)起飛質(zhì)量約7t，機(jī)長10m，翼展12.5m，翼前緣具有50°后掠角，翼前緣和后緣的結(jié)構(gòu)及材料經(jīng)過精心設(shè)計(jì)，以使該UAV的雷達(dá)散射截面(RCS)最小。與雷神UAV一樣，神經(jīng)元采用羅·羅公司的阿杜爾發(fā)動(dòng)機(jī)作為推進(jìn)裝置。神經(jīng)元項(xiàng)目的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)力源自軍方對(duì)一種高度隱身作戰(zhàn)平臺(tái)的需求，其中3個(gè)關(guān)鍵部位分別為機(jī)身外形、機(jī)身各部位的縫隙和進(jìn)氣道，其他還需進(jìn)行隱身設(shè)計(jì)的部位包括傳感器外窗、武器艙艙門、起落架艙門、發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)等。2006年10月，達(dá)索公司正式訂購了2臺(tái)阿杜爾MK951發(fā)動(dòng)機(jī)作為神經(jīng)元驗(yàn)證機(jī)的動(dòng)力裝置，首臺(tái)在2007年夏天交付，用于地面試驗(yàn)，作為備份的第二臺(tái)將在2010年底交付，為飛行試驗(yàn)做準(zhǔn)備。發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣道設(shè)計(jì)為S形，以屏蔽內(nèi)部的葉輪；發(fā)動(dòng)機(jī)的尾噴管與機(jī)身尾部上下兩塊屏蔽板相接。除盡量降低該UAV的雷達(dá)信號(hào)特征，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)還努力采取各種措施，以降低紅外信號(hào)特征，尤其是發(fā)動(dòng)機(jī)排氣尾流。

負(fù)責(zé)機(jī)身制造的薩伯公司于2009年夏開始組裝機(jī)身的主要部件，并將于2010年交付給達(dá)索公司進(jìn)行總裝。2012年11月，神經(jīng)元無人機(jī)在法國伊斯特爾空軍試驗(yàn)基地試飛成功，神經(jīng)元于2012年開展武器投放試驗(yàn)(據(jù)稱將采用GBU-12激光制導(dǎo)炸彈)，并將集成光電傳感器，以進(jìn)行目標(biāo)捕獲與識(shí)別。在飛行試驗(yàn)中，將對(duì)神經(jīng)元的飛行航跡進(jìn)行優(yōu)化，以使其在進(jìn)入威脅空域時(shí)RCS最小。盡管神經(jīng)元可攜載武器，且續(xù)航時(shí)間長達(dá)12h，但它僅僅是一種技術(shù)驗(yàn)證機(jī)，其尺寸約為生產(chǎn)型的3/4。

神經(jīng)元無人機(jī)解決了編隊(duì)控制、信息融合、無人機(jī)之間的數(shù)據(jù)通信以及戰(zhàn)術(shù)決策與火力協(xié)同等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了無人機(jī)的自主編隊(duì)飛行，其智能化程度達(dá)到了較高水平。2012年12月19日，達(dá)索公司宣布神經(jīng)元無人機(jī)試飛成功。其后續(xù)發(fā)展機(jī)型應(yīng)該比驗(yàn)證機(jī)更大，功能更強(qiáng)。

4 德國EADS公司的先進(jìn)無人機(jī)Talarion和梭魚驗(yàn)證機(jī)

EADS的先進(jìn)無人機(jī)(冠名為Talarion) 項(xiàng)目也吸引了不少合作伙伴。該項(xiàng)目目前由德國、法國和西班牙合作進(jìn)行，不過最終還將吸納其他成員國(包括土耳其)。該項(xiàng)目將采用一種模塊化的設(shè)計(jì)方案，旨在研制一系列的監(jiān)視用無人機(jī)，并將其發(fā)展成為長航時(shí)或高速機(jī)型。在2009年6月的巴黎航展上，公司披露了Talarion無人機(jī)的細(xì)節(jié)，并展出了該無人機(jī)的全尺寸模型[5]。與采用隱身設(shè)計(jì)的梭魚不同的是， Talarion無人機(jī)盡管具有較短的機(jī)翼，但設(shè)計(jì)的意圖并非用于空空作戰(zhàn)。由于歐洲對(duì)專用于軍事活動(dòng)的飛行器的研制限制很嚴(yán)，因此，從開發(fā)之初，Talarion將被設(shè)計(jì)成為一種能夠在民用空域飛行的無人機(jī)。但在2012年9月10日，據(jù)稱Talarion無人機(jī)系統(tǒng)項(xiàng)目的開發(fā)活動(dòng)已在早些時(shí)候被正式擱置，但是EADS公司仍然希望繼續(xù)尋求支持進(jìn)行更深入的研究。

EADS德國公司的軍事空中系統(tǒng)梭魚技術(shù)驗(yàn)證機(jī)為中空長航時(shí)無人機(jī)，由噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，該機(jī)長8m多，翼展超過7m，最大起飛重量達(dá)3.25t，最大有效載荷超過300kg，是歐洲研制的尺寸最大的無人機(jī)。由于梭魚UAV并不會(huì)實(shí)際投產(chǎn)，EADS公司決定將其用作Talarion無人機(jī)的技術(shù)驗(yàn)證機(jī)。2006年4月，EADS研制的第一架梭魚原型機(jī)完成了首次飛行試驗(yàn)，但在同年9月，該機(jī)在西班牙海岸附近進(jìn)行試飛時(shí)因事故而墜毀，此后，項(xiàng)目一度陷入停滯狀態(tài)，直到2008年才重新啟動(dòng)。目前，第二架梭魚驗(yàn)證機(jī)已組裝完畢，準(zhǔn)備進(jìn)行試驗(yàn)。有消息稱，2009年7月27日，EADS公司使用首架梭魚驗(yàn)證機(jī)的改型驗(yàn)證了其無人飛行系統(tǒng)的能力，該機(jī)的4次自主飛行試驗(yàn)都是在加拿大的天鵝灣空軍基地進(jìn)行的。在EADS公司關(guān)于無人機(jī)發(fā)展的長期路線圖中，可以看到公司的關(guān)注點(diǎn)為超長航時(shí)(留空時(shí)間長達(dá)48h)以及搜尋敵防空系統(tǒng)(以進(jìn)行對(duì)敵防空壓制)的能力。EADS公司于2011年對(duì)梭魚進(jìn)行從傳感器到射擊平臺(tái)(sensor-to-shooter)的能力驗(yàn)證，2013年進(jìn)行武器投放試驗(yàn)。

5 俄羅斯米格集團(tuán)的鰩魚

俄羅斯米格飛機(jī)制造集團(tuán)研制的鰩魚(Skat)UAV驗(yàn)證機(jī)于2007年在莫斯科航展上首次披露，這表明俄羅斯也開始對(duì)UAV的作戰(zhàn)能力感興趣[6]。SKAT無人機(jī)的研制方案始于2005年，米格集團(tuán)不僅借用了其有人戰(zhàn)斗機(jī)的研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，還借用了其導(dǎo)彈技術(shù)和冷戰(zhàn)時(shí)期UAV的設(shè)計(jì)方案。參與該項(xiàng)目的合作伙伴除了一些國家研究部門以外，還包括Klimov公司(負(fù)責(zé)RD93發(fā)動(dòng)機(jī))、Irkut公司(負(fù)責(zé)任務(wù)航電系統(tǒng))和KhiusLLC公司(負(fù)責(zé)復(fù)合材料)。鰩魚與其他采用翼身融合體構(gòu)型的UAV具有相似的布局，采用三角形機(jī)翼、無尾構(gòu)型，機(jī)身頂部裝有發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣口。從該UAV的前端來看，進(jìn)氣道采用了一種分叉式設(shè)計(jì)，遮擋住了里面的發(fā)動(dòng)機(jī)，其留出的空間可為鰩魚的有人駕駛型(鰩魚-PD)安裝座艙。

鰩魚的翼展為11.5m，全長10.25m，機(jī)高2.7m，最大低空飛行速度為800km/h，最大武器載荷2t。鰩魚驗(yàn)證機(jī)在海平面上的最大速度為800km/h，航程可達(dá)4000km。綜合指標(biāo)大致與美軍的X-47系列相當(dāng)。據(jù)稱，鰩魚可以突破敵人嚴(yán)密的防空炮火，即使遭到猛烈攻擊，也能夠準(zhǔn)確攻擊地面及海上目標(biāo)。雖然鰩魚理論上性能非常強(qiáng)，不過自從那次航展之后，鰩魚沒有更多的進(jìn)展消息。直到2013年5月31日，米格公司宣布，該公司已于5月15日獲得俄羅斯工業(yè)與貿(mào)易部授予的一份研發(fā)合同，將在鰩魚的基礎(chǔ)上研制新型無人駕駛飛機(jī)。

結(jié)束語

由現(xiàn)有資料文件分析可以發(fā)現(xiàn)，各國都在根據(jù)各自國情和后續(xù)發(fā)展需求，尋找自己的下一代主戰(zhàn)無人機(jī)的道路，但主要發(fā)展方向仍然是追求隱身、強(qiáng)化作戰(zhàn)性能。未來戰(zhàn)場將是無人作戰(zhàn)裝備展現(xiàn)實(shí)力的大舞臺(tái)。

中國正在追趕世界強(qiáng)國，走出自己的道路。2006年10月底的珠海航展，中航工業(yè)沈陽飛機(jī)設(shè)計(jì)研究所設(shè)計(jì)的“暗劍”無人機(jī)模型公開亮相。2013年，中國“利劍”無人機(jī)照片出現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)上，據(jù)稱，由中航工業(yè)沈陽飛機(jī)設(shè)計(jì)研究所設(shè)計(jì)，中航工業(yè)洪都公司制造。與世界強(qiáng)國比起來，中國在無人控制關(guān)鍵技術(shù)、推進(jìn)技術(shù)、復(fù)合材料應(yīng)用、隱身技術(shù)等方面還有較大的差距，在后續(xù)的研究中，中國航空工作者任重道遠(yuǎn)。相信中國在未來會(huì)不斷地創(chuàng)造奇跡，努力實(shí)現(xiàn)自己的強(qiáng)軍夢、強(qiáng)國夢[7]，我們拭目以待。

[1] Office of the Secretary of Defense.Unmanned air-craft systems roadmap 2005-2030.Washington D.C, 2005.

[2] Office of the Secretary of Defense.Unmanned sys-tems roadmap 2007-2032.Washington D.C, 2007.

[3] 杜若，尚紹華.全球無人戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀 .飛航導(dǎo)彈，2010(3)：29-37.

[4] 孫隆和.第六代戰(zhàn)斗機(jī)的競爭.電光與控制 , 2012, 19(10)：1-7.

[5] 李鵬，胡梅.國外軍用機(jī)器人現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢.國防科技, 2013, 34(5)：17-22.

[6] 鮑君波,蒙文鞏,武哲.艦載無人作戰(zhàn)飛機(jī)發(fā)展策略分析.飛航導(dǎo)彈, 2012(4)：53-58.

[7] 郭勝偉.無人化戰(zhàn)爭.北京：國防大學(xué)出版社, 2011.