功成身退X—47B即將退役

楊嵐

4月22日，美國海軍海上航空系統(tǒng)司令部發(fā)言人杰米對外界宣布，繼一周前成功完成了對接試驗(yàn)之后，美國海軍的X-47B無人驗(yàn)證機(jī)首次成功實(shí)現(xiàn)了自主空中加油，這不但標(biāo)志著美國海軍無人機(jī)發(fā)展史上的又一次重大突破，也給海軍“無人作戰(zhàn)演示驗(yàn)證”（UCAS-D）畫上了一個(gè)完美的句點(diǎn)。根據(jù)預(yù)定的計(jì)劃安排，隨著空中加油試驗(yàn)的完成，現(xiàn)有的兩架X-47B無人機(jī)（“咸狗”501和502）將退役，并由合適的航空博物館收藏，或移交給戴維斯-蒙森空軍基地的航空維修和改造中心——也就是著名的飛機(jī)墳場。

三個(gè)里程碑

X-47B無人機(jī)的歷史可以回溯到本世紀(jì)初，在2000年，諾斯羅普·格魯曼公司贏得了由美國海軍和美國國防高級研究計(jì)劃局共同推出的“航母搭載無人戰(zhàn)斗機(jī)”（UCAV-N）研究項(xiàng)目，并在2003年成功試飛了X-47A“飛馬”無人機(jī)。然而好景不長，美國國防部為了節(jié)約資金，再次犯下了追求空海軍通用戰(zhàn)斗機(jī)的老毛病，強(qiáng)行將海軍和空軍的無人戰(zhàn)斗機(jī)項(xiàng)目合并，啟動了“聯(lián)合無人戰(zhàn)斗機(jī)”（J-UCAS）計(jì)劃，意圖發(fā)展可同時(shí)滿足美國海空軍需求的新一代無人戰(zhàn)斗機(jī)。但是，當(dāng)時(shí)空軍希望將無人機(jī)用于防空壓制，以減小突擊機(jī)群的壓力；而海軍則打算把無人機(jī)作為偵察平臺，兼顧打擊任務(wù)。由于兩大用戶目標(biāo)迥異，在項(xiàng)目主導(dǎo)權(quán)、資金分配和發(fā)展方向上無法達(dá)成一致，“聯(lián)合無人戰(zhàn)斗機(jī)”落得了個(gè)黯然收場的結(jié)局。美國海軍隨后啟動了“無人作戰(zhàn)演示驗(yàn)證”項(xiàng)目（UCAS-D），2007年5月，諾斯羅普·格魯曼公司擊敗波音公司，以X-47A的發(fā)展型——X-47B獲得了美國海軍授予的研制合同，開展為期6年的航母搭載無人戰(zhàn)斗機(jī)可行性研究。

與X-47A無人機(jī)相比，X-47B的最大改變在于氣動布局，在X-47A的無尾菱形飛翼布局基礎(chǔ)上放大了尺寸，并在兩側(cè)增加了后掠角減小的延伸短翼，長11.64米，翼展18.93米，乍一看就像是一架縮水版的B-2隱身轟炸機(jī)。由于尺寸的大幅增加，X-47B的左右兩個(gè)彈倉升格為可以掛載2000磅JDAM制導(dǎo)炸彈，比起X-47A的兩個(gè)500磅炸彈掛載量有了顯著的提升。作為一架無人戰(zhàn)斗機(jī)，由于去除了顯著擠占有效載重的人員及相關(guān)附屬設(shè)備，X-47B的空重只有6噸多，最大起飛重量卻可達(dá)到20噸，為此獲得了超高的載油系數(shù)，載油量高達(dá)7.7噸，在僅使用內(nèi)部燃油的情況下，可以獲得不少于1 500千米的作戰(zhàn)半徑，續(xù)航時(shí)間最長可達(dá)12小時(shí)以上。

X-47B無人機(jī)的昵稱為“咸狗”（Saltly Dog，美國俚語，指有經(jīng)驗(yàn)的水手），暗示了海軍的主導(dǎo)地位，共生產(chǎn)了兩架。2011年2月4日，第一架X-47B無人機(jī)成功首飛，時(shí)值美國海軍航空兵誕生一百周年，X-47B作為美國海軍探索新一代航母艦載機(jī)的劃時(shí)代尖兵，也收獲了世人的矚目，并在隨后的征程中，逐步創(chuàng)下了艦載無人戰(zhàn)斗機(jī)的多個(gè)具有歷史意義的里程碑。

里程碑之一：

首次航母彈射起飛

2012年底，X-47B無人機(jī)首先在陸上試驗(yàn)場進(jìn)行了首次陸上彈射起飛試驗(yàn)，并獲得了成功。2013年5月6日，“布什”號航空母艦（CVN-77）在諾?？撕＼姾娇照敬钶d了X-47B，5月14日上午11時(shí)18分，X-47B從航行中的母艦上成功完成了首次彈射起飛，創(chuàng)造了海軍航空史上的新紀(jì)錄。彈射時(shí)，X-47B的起飛質(zhì)量為18.6噸，遠(yuǎn)小于航母彈射器的最大彈射質(zhì)量，只需要較小的彈射功率就能完成彈射，在彈射行程的終點(diǎn)，X-47B獲得了高達(dá)317千米/小時(shí)的起飛速度。

事實(shí)上，在本次彈射起飛時(shí)，由于X-47B裝備的是無加力的發(fā)動機(jī)，起飛重量并沒有達(dá)到最大，發(fā)動機(jī)推力也沒有達(dá)到最大，母艦連噴氣偏流板都沒有升起，其整個(gè)彈射過程比正常的無人機(jī)彈射還要簡單。

成功彈射起飛之后，X-47B進(jìn)行了多次航母通場飛行，最低飛行高度達(dá)到了離飛行甲板15米高，以模擬著艦進(jìn)場，驗(yàn)證了在航母周邊空域內(nèi)對X-47B 的飛行實(shí)施精確引導(dǎo)的能力，為即將到來的著艦試驗(yàn)獲取初步的配合數(shù)據(jù)。最后，經(jīng)過65分鐘飛行之后，X-47B飛越附近的切薩皮克灣，于中午 12 點(diǎn) 24分在帕特森河海軍航空站著陸。

里程碑之二：

首次航母攔阻著艦

2013 年5月4日，在經(jīng)歷了包括陸上精確進(jìn)近、陸上觸艦復(fù)飛和陸上精確降落等陸上機(jī)艦適配性測試之后，X-47B無人機(jī)在帕特森河海軍航空站順利完成了首次岸基攔阻降落試驗(yàn)。但是，陸上模擬飛行甲板是靜止不動的，而海上的航母飛行甲板則一直處于不斷的周期性起伏搖蕩運(yùn)動中，無人機(jī)必須要能夠克服甲板運(yùn)動的干擾，才能實(shí)現(xiàn)順利著艦。為此，5月17日，X-47B無人機(jī)在“布什”號航母的飛行甲板上進(jìn)行了觸艦復(fù)飛試驗(yàn)，并獲得成功，為即將到來的攔阻著艦試驗(yàn)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。7月10日，在經(jīng)過多次陸上攔阻試驗(yàn)和觸艦復(fù)飛試驗(yàn)之后，X-47B終于迎來了首次海上攔阻著艦試驗(yàn)。在試驗(yàn)中，X-47B從帕特森河海軍航空站起飛，沿著規(guī)劃好的航線順利飛抵“布什”號航母上空，按照航母甲板上著艦指揮官發(fā)出的指令開始平穩(wěn)下滑，進(jìn)入著艦航線，攔阻鉤在接觸到航母飛行甲板后，順利鉤住了甲板著艦區(qū)上的第三根攔阻索，在攔阻索的牽制下，X-47B的速度從著艦初的約269千米/小時(shí)迅速降到了零，在甲板上滑行了約107米，首次航母攔阻著艦試驗(yàn)獲得完美成功。這也是海軍航空史上首次成功實(shí)現(xiàn)無人機(jī)航母攔阻著艦。

在首次成功著艦后的不到一小時(shí)，X-47B無人機(jī)被彈射升空，在航母上空盤旋一周后，順利完成了第二次攔阻著艦試驗(yàn)，并按計(jì)劃準(zhǔn)確鉤住了甲板著艦區(qū)上的第二根攔阻索。隨后，X-47B再一次被彈射升空，準(zhǔn)備進(jìn)行第三次、也是當(dāng)天最后一次著艦試驗(yàn)，但在下滑進(jìn)場過程中，由于機(jī)載導(dǎo)航計(jì)算機(jī)出現(xiàn)異常，導(dǎo)致機(jī)上程序自主決定中止降落，艦上操作人員隨即決定中斷試驗(yàn)，指令X-47B飛往附近隸屬于美國國家航空航天局的機(jī)場，并安全降落。

7月25日，X-47B在預(yù)定執(zhí)行第二輪彈射/著艦試驗(yàn)時(shí)，在由帕特森河海軍航空站飛向航母途中發(fā)生故障，最終取消了試驗(yàn)。

X-47B無人機(jī)的攔阻著艦試驗(yàn)雖然只成功了前兩次，但卻達(dá)到了至少成功一次的最低要求，所以整個(gè)試驗(yàn)是成功的。特別是差分GPS系統(tǒng)成功用于海上運(yùn)動艦船和無人機(jī)之間的精確定位，破除了長久以來差分GPS基站必須用在固定點(diǎn)以確保參考精度的迷信。該成果的意義并不僅僅限于無人機(jī)，實(shí)際上更大的受益者是有人艦載機(jī)，眾所周知，著艦是艦載航空兵運(yùn)用中的最大難關(guān)，在經(jīng)歷了飛行任務(wù)的消耗后，精力衰減的飛行員很容易在著艦時(shí)發(fā)生事故，而自動化著艦系統(tǒng)可以將這塊導(dǎo)致最多艦載機(jī)事故的絆腳石輕易搬開，有效的幫助飛行員通過這最后一道難關(guān)。

里程碑之三：

首次實(shí)現(xiàn)自主空中加油

與艦上彈射起飛和攔阻著艦試驗(yàn)相比，X-47B無人機(jī)的自主空中加油試驗(yàn)項(xiàng)目經(jīng)歷了相當(dāng)大的波折。早在2006年8月，波音公司和德萊頓飛行研究中心分別使用改裝的“里爾噴氣”公務(wù)機(jī)和F/A-18戰(zhàn)斗機(jī)，成功實(shí)施了硬管-插口空中加油和軟管-錐套空中加油的模擬試驗(yàn)，驗(yàn)證了自主空中加油技術(shù)的可行性。2011年1月底，諾斯羅普 ·格魯曼公司與NASA使用兩架RQ-4“全球鷹”無人機(jī)，在13 700米高空完成了完全自主的軟管-錐套空中加油演示，但未進(jìn)行燃油輸送。而X-47B無人機(jī)在“無人作戰(zhàn)演示驗(yàn)證”項(xiàng)目的一開始，就已經(jīng)確定了要進(jìn)行自主空中加油試驗(yàn)，并在設(shè)備和結(jié)構(gòu)上進(jìn)行了專門的布置。然而，由于預(yù)算吃緊，美國海軍砍掉了X-47B原定于2014年進(jìn)行自主空中加油試驗(yàn)的測試，改為繼續(xù)使用“利爾噴氣”改裝驗(yàn)證機(jī)與波音K-707加油機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)，主要對保證加油機(jī)和受油機(jī)之間精確定位的相對導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行測試。海軍航空系統(tǒng)司令部一度曾計(jì)劃退役X-47B，改用其他機(jī)型進(jìn)行自主空中加油試驗(yàn)，但經(jīng)過權(quán)衡后，最終決定繼續(xù)使用X-47B進(jìn)行自主空中加油試驗(yàn)。

2015年4月15日，在光學(xué)傳感器的控制下，X-47B成功與波音K-707加油機(jī)的軟管-錐套加油設(shè)備實(shí)現(xiàn)了自主對接，但并沒有加油，并且在此次試驗(yàn)中，由于加油機(jī)尾流的影響，至少有一次對接試驗(yàn)被迫放棄。一周之后，在4月22日的試驗(yàn)中，X-47B成功從波音K-707加油機(jī)接受了超過4 000磅（1 816千克）燃油，從而再次創(chuàng)下了無人機(jī)完成第一次自主空中加油的記錄。

自主空中加油的難點(diǎn)在于受油機(jī)必須在加油機(jī)的尾流中飛行，并保持準(zhǔn)確的方位和距離，這就對無人機(jī)的飛控系統(tǒng)響應(yīng)速度和控制精度都提出了更高的要求，當(dāng)使用軟管-錐套加油設(shè)備時(shí)，由于軟管和錐套在氣流中的紊亂抖動更為嚴(yán)重，只有高定位精度的光學(xué)傳感器才能準(zhǔn)確判斷出錐套與受油管的相對位置，并指導(dǎo)接合飛行。與自動著艦技術(shù)一樣，自主空中加油技術(shù)不但有助于無人機(jī)擴(kuò)大航程和續(xù)航時(shí)間，而且更大程度上有助于有人機(jī)實(shí)現(xiàn)自動化空中加油，使飛行員的負(fù)擔(dān)減輕，幫助飛行員將更多的精力用于完成作戰(zhàn)任務(wù)上。

X-47B匆匆退場

X-47B無人機(jī)所從屬的“無人作戰(zhàn)演示驗(yàn)證”項(xiàng)目實(shí)際上早在2013年就已經(jīng)到期，只是由于在與航母合練的過程中，發(fā)現(xiàn)可以進(jìn)行更多的深入研究，而下一代“艦載監(jiān)視和攻擊無人機(jī)系統(tǒng)”（UCLASS）仍然處于搖擺不定的前期探索之中，許多不確定因素還有待“無人作戰(zhàn)演示驗(yàn)證”項(xiàng)目加以驗(yàn)證，是以延期至今才宣告結(jié)束。

實(shí)際上，目前兩架X-47B無人機(jī)都遠(yuǎn)未到其設(shè)計(jì)使用壽命，主管“無人作戰(zhàn)演示驗(yàn)證”項(xiàng)目的美國海軍航空系統(tǒng)司令部航母無人機(jī)項(xiàng)目經(jīng)理杜阿特上校認(rèn)為，其飛行小時(shí)只消耗了20%，參議院武裝力量委員會主席麥凱恩為此向國防部長卡特建言，希望繼續(xù)X-47B的飛行試驗(yàn)，以避免在X-47B退役后的空窗期。如果未來幾年航母甲板上都沒有新一代的無人機(jī)，這會使得海軍喪失在該作戰(zhàn)領(lǐng)域繼續(xù)研究的機(jī)遇。

然而，杜阿特上校同時(shí)也是下一代UCLASS項(xiàng)目的主管，他認(rèn)為X-47B與海軍目前UCLASS概念的差異較大，有可能使進(jìn)一步的試驗(yàn)代價(jià)高昂，這導(dǎo)致保留X-47B的用途不大。如果沒有意外，杜阿特上校的看法已經(jīng)判定了“咸狗”必須盡快退場，以便為后來者騰出位置，當(dāng)然，最主要的目的還是騰出經(jīng)費(fèi)額度來。

關(guān)于UCLASS

由于“無人作戰(zhàn)演示驗(yàn)證”項(xiàng)目原定于2013年結(jié)束，緊接其后安排的UCLASS也隨之在2013年開始了。2013年8月，波音公司、通用原子、洛克希德·馬丁公司以及諾斯羅普·格魯曼公司都得到了各1 500萬美元的初步設(shè)計(jì)合同，用于艦載無人機(jī)系統(tǒng)的開發(fā)和初步設(shè)計(jì)。2014年5月，美海軍對各公司的研究成果進(jìn)行了初步評估，隨后的7月，美國海軍計(jì)劃發(fā)布一份投標(biāo)申請，以確定各公司的艦載無人機(jī)系統(tǒng)競爭方案，為下一步的授出艦載無人機(jī)系統(tǒng)開發(fā)合同做好準(zhǔn)備。按照美國海軍為UCLASS提出的最初目標(biāo)，是為航母打擊群提供全天候的監(jiān)視能力以及有限打擊能力，無需具備空中加油能力。然而，審查者對項(xiàng)目的功能定位表示了明確的質(zhì)疑，2015財(cái)年的國防授權(quán)法案明確指出，“過分強(qiáng)調(diào)續(xù)航能力，會導(dǎo)致無人機(jī)生存能力、武器載荷與靈活性方面的不足?！?為此，國防部高層推遲了招標(biāo)文件的發(fā)布，以便各方進(jìn)行更深入的研究。

目前，對于UCLASS的爭論還在繼續(xù)，是主要定位于“打擊+有限監(jiān)視”能力還是“監(jiān)視+有限打擊”能力還未確定，若該項(xiàng)目定位于“打擊+有限監(jiān)視”，其所需的資源和成本更高一些。但從近期海軍部長雷馬布斯宣稱海軍的F-35C“幾乎肯定是海軍將要購買或使用的最后一型有人攻擊戰(zhàn)斗機(jī)”之后，局勢已經(jīng)相當(dāng)明朗，海軍的下一代戰(zhàn)斗機(jī)仍然需要飛行員控制，以進(jìn)行可能的空中格斗，但攻擊任務(wù)將由無人機(jī)來承擔(dān)。無疑，未來的“艦載監(jiān)視和攻擊無人機(jī)系統(tǒng)”將在X-47B的成功基礎(chǔ)上，改進(jìn)有效載荷能力，特別是與新一代的小型靈巧彈藥相結(jié)合，在“網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)”能力的支持下，成為有人戰(zhàn)機(jī)前方的清道夫。

在2015年國防預(yù)算申請中，美國海軍要求在2015～2019財(cái)年間為UCLASS項(xiàng)目的開發(fā)撥款27億美元，涉及的領(lǐng)域包括艦載無人機(jī)系統(tǒng)、航母、控制系統(tǒng)和通信系統(tǒng)等。鑒于海軍部長對未來無人戰(zhàn)機(jī)的定位作出了決斷，美國海軍已經(jīng)準(zhǔn)備于2016財(cái)年開始該項(xiàng)目的競標(biāo)，以避免因?yàn)橥涎釉斐身?xiàng)目進(jìn)度的大幅度延遲。杜阿特上校宣稱：“我們計(jì)劃2022年初步形成作戰(zhàn)能力”，這比原計(jì)劃的2020年形成作戰(zhàn)能力推遲了兩年。然而，考慮到X-47B上的許多技術(shù)尚未完全成熟，未來無人戰(zhàn)機(jī)在接下來幾年內(nèi)要走完選定競標(biāo)方案、確定中標(biāo)者、原型機(jī)制造試飛、投入量產(chǎn)的一整套流程，其中任何一個(gè)環(huán)節(jié)出漏子，都會導(dǎo)致項(xiàng)目繼續(xù)拖延下去，杜阿特上校定下的期限，難保在某天也會被再次修正。

責(zé)任編輯：王鑫邦