印度“魯斯圖姆”2中空長航時無人機

張有

據(jù)英國《簡氏防務周刊》網(wǎng)站報道，印度國防與研究發(fā)展組織（DRDO）宣布，該國自行研制的中空長航時無人機（MALE）“魯斯圖姆”2（RustomⅡ，意為“武士”，也被稱為Tapas 201）于2016年11月16日在位于班加羅爾附近的吉德勒杜爾加試飛基地完成首飛。此次首飛得到了印度航空質(zhì)量保證總局（DGAQA）和軍用航空器適航和認證中心（CEMILAC）的批準。而首飛后不久，該型無人機就參加了2017年2月的印度航展。盡管從代號來看該無人機是“魯斯圖姆”1的后續(xù)型號，但在機體設計、性能以及用途等方面與后者大有不同，可視為印度全新研發(fā)的一款無人機。

發(fā)展概況

印度近年來大力推動本國軍事力量建設，除了斥巨資購買外國武器裝備以外，對于提升國內(nèi)的武器研發(fā)制造能力也是相當重視。在海陸空領(lǐng)域，印度都希望擁有自主研發(fā)的武器裝備，而擁有高性能的國產(chǎn)無人機是印度軍隊一直以來的追求之一。

印度軍隊使用無人機的歷史始于上世紀70年代，當時，印度從美國引進了一批諾斯羅普研制的KD2R-5型無人機。該型無人機機長3.74米，翼展4.03米，起飛重量為148千克，動力裝置為一臺功率53千瓦的四缸活塞式發(fā)動機。KD2R-5實際上是一款小型無人靶機，主要用于印度陸軍防空導彈及防空火炮的訓練活動。不過，印度軍方對無人機的興趣并不僅限在靶機上，相比之下，體型更大、用途更廣的中、高空長航時無人機更能吸引軍方的目光。目前，印度已經(jīng)裝備了由以色列航空航天工業(yè)公司（IAI）制造的“蒼鷺”（Heron）、“搜索者”（Searcher）1/2系列大、中型無人機，卻遲遲不能擁有自主研制的大型無人機，這令印度頗為不悅，而“魯斯圖姆”2的成功研發(fā)和首飛，正好填補了印度在大型無人機國產(chǎn)化領(lǐng)域的空白。同很多印度國產(chǎn)武器一樣，“魯斯圖姆”系列無人機計劃的發(fā)展歷程并不平坦，從1型到如今首飛的2型，僅僅兩個型號的無人機研發(fā)已耗時近20年。

“魯斯圖姆”是印度正在進行的最重要的無人機計劃，其最終目標就是研制一款多用途中空長航時無人機。其中，“魯斯圖姆”1的機身由20世紀80年代印度航空開發(fā)院的“輕型鴨翼研究飛行器”（LCRA）衍生而來。LCRA由魯斯圖姆·達馬尼亞教授帶領(lǐng)的研發(fā)小組負責，為了紀念于2001年辭世的魯斯圖姆教授，該機型遂被命名為“魯斯圖姆”1。2009年11月16日，“魯斯圖姆”1在塔內(nèi)加航天空軍基地進行首次試飛，期間，滑行和起飛測試均嚴格按照計劃，但由于對飛行高度的誤判，機載發(fā)動機在得到地面指令后關(guān)閉使得無人機失去動力，從而墜毀，首飛也因此失敗。隨后，DRDO方面暫停了該無人機再次試飛的計劃，并對相關(guān)技術(shù)進行改進。2010年10月15日，在距離首飛失敗近一年后，“魯斯圖姆”1在霍蘇爾（Hosur）機場進行了歷時30分鐘的試飛活動，并取得成功。2012年5月，印度宣布該型號無人機第14次全尺寸飛行試驗成功完成。“魯斯圖姆”1是印度首款經(jīng)過正式適航認證的國產(chǎn)無人機，機身主體為矩形，頭部較為尖銳，采用鴨翼加三角主翼式布局，翼尖處設有兩道垂直翼面以減小飛行時產(chǎn)生的誘導阻力，并且可增加升力。起落架為前三點固定式?！棒斔箞D姆”1機長5.12米，翼展7.9米，高度2.4米，空重720千克，有效載荷為95千克。使用一臺美國萊康明（Lycoming）O-320型活塞發(fā)動機帶動雙葉片螺旋槳轉(zhuǎn)動，功率為112千瓦（150馬力），最大飛行速度150千米/小時，任務半徑250千米，最大升限7 925米，續(xù)航時間為12～ 15小時?！棒斔箞D姆”1擁有GPS控制的航跡點導航等特性，其機腹上能安裝有效載荷，有關(guān)載荷安裝和試驗的信息較少，唯一的報道是該機進行過安裝在萬向架上的光電有效載荷試驗。為了支持“魯斯圖姆”1計劃，DRDO下屬的航空發(fā)展局（ADE）研發(fā)了一種實時模擬器用于起降操作訓練，同時還用來檢測無人機的操作性能及平臺的多個子系統(tǒng)。

印度將“魯斯圖姆”1無人機視為其技術(shù)研發(fā)和試驗的飛行器，并作為其自主研制中空長航時無人機項目“魯斯圖姆”2的技術(shù)跳板。盡管沒有官方計劃表明印度將“魯斯圖姆”1投產(chǎn)，但其飛行表現(xiàn)和性能已經(jīng)介于高級戰(zhàn)術(shù)無人機和中空長航時無人機平臺之間，理論上能夠成為印度現(xiàn)役“搜索者”和自研型“曙光”（Nishant）無人機后繼型號的基礎。

“魯斯圖姆”2由DRDO和巴拉特電子有限公司（BEL）共同研制，印度斯坦航空制造公司（HAL）也參與了這一項目并承擔部分制造任務。該無人機原計劃于2013年首飛，但由于技術(shù)問題，首飛時間一再耽擱。在原型機首飛之前，印度就迫不及待的在多個場合向外界宣示這款無人機的存在，包括在2009年班加羅爾航展期間展示“魯斯圖姆”2全比例模型，以及之后亮相展臺的小比例模型。2014年2月6日，在新德里舉辦的印度國防博覽會上，“魯斯圖姆”2無人機實機首次與公眾見面。而此次參加印度航展也是其首飛之后的首場公開亮相。印度軍方希望“魯斯圖姆”2能夠取代目前印軍裝備的“蒼鷺”無人機，同時性能超過以色列的無人機平臺。成功首飛后，負責研發(fā)這款無人機的印度航空發(fā)展機構(gòu)消息人士透露，無人機測試了起飛、轉(zhuǎn)彎、水平飛行以及著陸的能力，達到了預定目的，完全符合預期。不過，在“魯斯圖姆”2首飛之后，不少人質(zhì)疑其實機與先前公開模型所宣傳的水平尚有差距。如果后續(xù)測試順利并符合印軍要求，預計“魯斯圖姆”2將裝備印度三軍，同時還會用于岸防和武裝警察部隊。

基本性能與總體設計特點

同“魯斯圖姆”1無人機相比，“魯斯圖姆”2的個頭明顯增大了不少。該無人機機長9.5米，翼展20.6米，空重1.8噸，有效載荷350千克，體型較之以色列“蒼鷺”無人機還略大一截?！棒斔箞D姆”2實用升限為10 668米，轉(zhuǎn)場航程1 000千米，續(xù)航時間超過24小時（一說為35小時）。從基本數(shù)據(jù)來看，將“魯斯圖姆”2稱之為一款中空長航時無人機可謂名至實歸。

“魯斯圖姆”2無人機的設計風格與當前一些主流的中空長航時無人機（如美國MQ-1“捕食者”等）相比顯得有些“另類”。該無人機大部分由玻璃纖維強化塑料（GFRP）構(gòu)成，這種新型復合材料因具有重量輕、強度高、耐腐蝕、可透過電磁波等優(yōu)點，目前廣泛應用于航空領(lǐng)域。無人機大量使用這種材料，在保證機身強度的同時，可降低機身重量提高推重比，同時提升無人機的隱身性能?！棒斔箞D姆”2機身基本呈矩形，且機身從前部至后部逐漸纖細，流線型較好，有助于減小飛行中遭遇的空氣阻力。無人機機頭為球狀，并有明顯的“鼓包”，方便安裝機載設備，可打開以便于設備安裝與維修。在機頭前部有一個小型空速管。“魯斯圖姆”2采用大展弦比平直上單翼，雖然機翼未采用減小飛行阻力的后掠式設計，但長達20.6米的翼展可為其提供足夠的升力，且平直翼可帶來優(yōu)異的低空低速性能，這對于需要接受地面控制的無人機來說可顯著提升其安全性。

“魯斯圖姆”2無人機采用T型尾翼布局，所謂T型尾翼，就是將水平尾翼抬高布置在垂直尾翼的頂端，從飛機正面看，平尾與垂尾構(gòu)成T字形。這種尾翼目前廣泛應用于許多大型軍用運輸機和尾吊式發(fā)動機布局（即發(fā)動機在尾部）的民用客機，不過無人機采用這種尾翼就相對少見?！棒斔箞D姆”2采用T型尾翼，可避開機翼尾流的干擾，提高無人機操縱效率，同時可減小平尾面積，從而減輕機體結(jié)構(gòu)重量。“魯斯圖姆”2采用大部分無人機通用的前三點式起落架設計，前后起落架均可伸縮，起飛后起落架收于機身內(nèi)，可減小風阻和增加穩(wěn)定性。機輪均為單輪，輪胎較小，這可在一定程度上減輕無人機的結(jié)構(gòu)重量。

“魯斯圖姆”2無人機的兩個機翼下各吊掛一臺渦輪螺旋槳發(fā)動機，而不像目前大多數(shù)無人機那樣將發(fā)動機置于尾部或機身背部，這也是“魯斯圖姆”2的特色之一。發(fā)動機翼吊具有多種優(yōu)點，包括便于維修、油路布置容易、主油箱和發(fā)動機靠近升力中心，即便換發(fā)，配重也比較容易等?！棒斔箞D姆”2裝備的兩臺36MT型渦槳發(fā)動機由俄羅斯“土星”（Saturn）公司研發(fā)制造，單臺功率73.55千瓦（100馬力），每臺發(fā)動機帶動三葉片螺旋槳轉(zhuǎn)動。盡管“魯斯圖姆”2所安裝的渦槳發(fā)動機動力不如一些無人機使用的渦扇發(fā)動機強勁，但因為自身重量相對較輕，因而單位功率其實并不算小。“魯斯圖姆”2無人機油箱分為機翼油箱和機身油箱兩部分。其中，機翼油箱設在機翼與發(fā)動機的連接處；機身油箱設在機翼與機身連接處的后部，較多的油箱能夠裝載更多的燃油，這也保證了無人機的遠航程和大續(xù)航力?！棒斔箞D姆”2最大飛行速度225千米/小時，巡航速度125～175千米/小時。

“魯斯圖姆”2無人機不僅可以人工起降，還擁有自動起飛和降落功能（ATOL），其地面控制站（GCS）可被裝入運輸方艙或機動車輛中?？刂普緝?nèi)設置多個工作臺，并配有數(shù)個高分辨率彩色顯示器，可提供無人機實時空中圖像分析及任務設定。在起飛前，地面控制系統(tǒng)將任務信息數(shù)據(jù)輸入“魯斯圖姆”2的機載控制系統(tǒng)，在任務執(zhí)行過程中，地面操作人員也可進行人工干預。在任務結(jié)束之后，地面控制系統(tǒng)會進行任務評估和模擬，并對執(zhí)行結(jié)果予以評估。

任務載荷

“魯斯圖姆”2無人機搭載了較為完備的機載任務系統(tǒng)，能夠執(zhí)行偵察、監(jiān)視和情報任務（ISR），因此其也被認為是印度國內(nèi)首款自行研發(fā)的中空長航時無人偵察機。該機在機頭下部、前起落架前部安裝了一部球狀光電轉(zhuǎn)塔，具體型號目前尚不可知，可能是中距光電轉(zhuǎn)塔（MERO），或是遠距光電轉(zhuǎn)塔（LE？ RO）。將光電轉(zhuǎn)塔安裝在前起落架之前，可避免在起落架尚未收入機身時對轉(zhuǎn)塔工作產(chǎn)生干擾影響。其中，由巴拉特公司研發(fā)的遠距光電轉(zhuǎn)塔重100千克，直徑0.55米，高度為0.775米，采用三軸穩(wěn)定，有5個萬向支架，水平可360度旋轉(zhuǎn)，俯仰角度為+10度～-100度。該吊艙集成了彩色CCD相機、光學攝像機、中波紅外攝像儀（工作波長為3～5微米，640×512像素），具有自動跟蹤和識別目標的能力，作用距離超過40千米。除了光電轉(zhuǎn)塔以外，“魯斯圖姆”2機頭上方的“鼓包”內(nèi)也安裝了合成孔徑雷達、電子情報組件、雷達預警接收器、多用途記錄器（MPR）、通信情報系統(tǒng)和態(tài)勢感知載荷等。此外，該型無人機裝備了數(shù)據(jù)中繼系統(tǒng)、數(shù)字飛控系統(tǒng)、敵我識別系統(tǒng)和防碰撞系統(tǒng)，以及海上巡邏雷達等。機載飛控系統(tǒng)允許無人機使用路徑導航自主執(zhí)行任務，而手動操作模式由地面控制站的操作員執(zhí)行。該無人機的技術(shù)生產(chǎn)情況與“魯斯圖姆”1類似，合成孔徑雷達、海上巡邏雷達還須依賴以色列軍工企業(yè)，通信和電子戰(zhàn)系統(tǒng)則由印度自行生產(chǎn)。另外，在“魯斯圖姆”2原型機剛出現(xiàn)之時，也有照片顯示該機在機身上部加裝了一根“蘑菇狀”天線，不過參與首飛測試任務的這架“魯斯圖姆”2并未出現(xiàn)這種裝置，但由于設計之初留有改裝冗余，如果需要的話今后也可隨時加裝。該機的任務半徑根據(jù)控制方式的不同有所增減，如果使用視距控制鏈路，任務半徑為250千米（首飛中飛行距離被限制在100千米以內(nèi)）；如果使用通信中繼，則任務半徑可增加到350千米；至于超視距（即通過衛(wèi)星中繼）控制鏈路，目前印度還沒有考慮，因為印度還沒建立起衛(wèi)星通信系統(tǒng)，所以使用超視距控制鏈路對其來說遙遙無期。

作戰(zhàn)運用

參照美軍無人機在眾多戰(zhàn)場的驚艷表現(xiàn)，印度近年來也逐漸意識到了無人機的重要性，并將其積極投入作戰(zhàn)訓練與運用當中。由于“魯斯圖姆”2配備了較為齊全的任務系統(tǒng)，其所能夠擔任和執(zhí)行的任務也比較多樣，而其外形設計和載荷組成都表明該無人機將用于執(zhí)行長航時任務。具體來說，“魯斯圖姆”2無人機執(zhí)行的任務包括：

情報監(jiān)視與偵察。空中偵察是是貫穿整個作戰(zhàn)過程的一項重要作戰(zhàn)行動，可為指揮員提供及時、準確的戰(zhàn)場情報。同有人駕駛飛機相比，無人機具有目標?。[蔽性好）、突防能力強、無生命代價等優(yōu)點，一直是獲取戰(zhàn)場情報的重要力量?！棒斔箞D姆”2裝備的光電轉(zhuǎn)塔、雷達等偵察監(jiān)視和探測設備，可對戰(zhàn)場進行24小時以上的空中偵察，也可對目標進行搜索、識別和連續(xù)跟蹤。印度近年來頻繁使用無人機在邊境前沿地區(qū)對鄰國（包括中國）實施空中偵察，并且次數(shù)逐年增加。同樣，在舉行的各種軍事演習中，印軍也出動無人機遂行偵察任務。

空中通信中繼?！棒斔箞D姆”2飛行高度較高，續(xù)航時間長，并且裝備了機載中繼設備，因此可起到空中通信中繼的作用。通過攜帶短波、超短波、微波無線電通信轉(zhuǎn)發(fā)器，該無人機可作為250～350千米范圍內(nèi)在空中機動的通信中繼站，代替地面通信中繼站、有人駕駛通信中繼飛機和通信衛(wèi)星，為部隊傳遞指控信息和保持不間斷地通信聯(lián)絡。

海上巡邏與炮兵射擊校正。DRDO方面希望“魯斯圖姆”2能夠進入印軍服役，其中也包括印度海軍，因此在配備了衛(wèi)星通信系統(tǒng)之后，該無人機將具備在海上巡邏的能力。一旦配備了衛(wèi)星通信系統(tǒng)，“魯斯圖姆”2在較低高度和云層下飛行時，即使飛出標準通信系統(tǒng)的作用距離之外，也可通過衛(wèi)星通信系統(tǒng)對無人機進行控制，該系統(tǒng)還計劃與艦載數(shù)據(jù)鏈通用。印度一直希望增強對印度洋的控制能力，如果印度海軍充分發(fā)揮“魯斯圖姆”2的海上巡邏功能，可提高其對近岸和近海的監(jiān)控能力。另外，在進行超視距火力打擊或目標被地形或云層遮蔽的情形下，無人機能進入己方火力打擊目標區(qū)執(zhí)行火力引導與校射任務，為指揮員進行火力打擊效果評估提供依據(jù)，這有利于提高己方火力打擊效果，并降低彈藥消耗節(jié)省成本。美國海軍在海灣戰(zhàn)爭中就使用“先鋒”無人機進行對岸火力引導，在首次齊射后無人機就將彈著點數(shù)據(jù)發(fā)回，保證了對伊拉克軍隊灘頭陣地的壓制。以致于美海軍一位軍官這樣評價說：“過去需要發(fā)射50發(fā)炮彈才能達到一定的毀傷率，使用無人機較射之后只要20～30發(fā)炮彈即可”。“魯斯圖姆”2在設計時也考慮到了這一功能需求，可為印軍執(zhí)行炮兵火力射擊校正任務。

結(jié)語

DRDO官方稱，“魯斯圖姆”2無人機將接受進一步的測試與評估，隨后會開始用戶測試，如果一切順利，該無人機在完成測試后將進入印軍服役，成為印軍裝備的首款本土產(chǎn)中空長航時無人機。待該無人機服役之后，DRDO將繼續(xù)對其改進，重點改進的方向之一就是賦予其攻擊能力。早在2012年尚未研發(fā)成功之時，DRDO就曾強調(diào)該型無人機的任務之一就是通過激光指示系統(tǒng)實現(xiàn)打擊和目標指示功能，其打擊任務將通過攜帶精確制導彈藥（PGW）完成，可能包括空射型“海林納”（Helina）反坦克導彈和“納格”（Nag）反坦克導彈?！棒斔箞D姆”2若能掛載武器實現(xiàn)攻擊能力，屆時將搖身一變成為一款察打一體型無人機。盡管從總體上來看，“魯斯圖姆”2無人機性能并無太多可圈可點之處，也難以在短期內(nèi)取代印度進口的無人機，但同印度正在推進的諸多國產(chǎn)武器裝備項目相比（比如已多次“下水”的“維克拉特”號航母），“魯斯圖姆”2算是幸運的了。