美海军X-47B隐形无人战斗机即将首飞

X-47B验证无人战斗机系统(UCAS-D)原是美国国防高级研究计划局和诺格公司合作为联合无人空战系统(J-UCAS)计划研发的项目. 在正式赢得美国海军的舰载验证无人战斗机项目后, 引起了全世界普遍关注.


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X-47B


美国海军的X-47B无人作战空中系统验证机(UCSA-D)将于2010财年第2季度在加里福利亚爱德华兹空军基地首飞,该机原计划于2009年末首飞。


美国海军空中系统UCSA-D项目办公室和合作伙伴诺.格公司正继续为飞机做首飞前的测试工作,确保飞机2010年初的飞行战备。


X-47B无人机的陆基检查、替代飞机飞行测试和实验室综合测试显示了新型飞机对引导员的巨大挑战。


X-47B无人机最近测试中,推进声学和发动机启动顺序没有达到要求的性能水平,在进一步行动前,需要工程师进行故障检修,作出相关调整并增加实验室和飞机搭载测试。


推迟首飞时间允许对飞机做出改变,使得海军航空兵武器系统部和诺.格公司学科问题专家能对飞机进行彻底的首飞评审,而飞机依然计划于2012年海试,不会推迟。


滑行测试是飞行前准备工作的重要阶段,低速滑行测试有望于2009年12月前进行。


X-47B无人机将是第一型实现航母起降的无人机,也是在30多年的时间里,首款在航母上飞行的全新型飞机。该机将演示论证大作战半径、低空侦察、固定翼无人作战飞机可以安全的在航母上起降并实现自主空中加油,以达到更大的续航力。


UCSA-D项目始于2007年,希望能为潜在的未来采购计划减少风险和决定要求。



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美国海军无人作战飞机系统(N-uCAs)项目的首架x-47B验证机(AV-1)在诺斯罗普·格鲁曼公司帕姆戴尔(Palmdale)工厂下线,x-47B验证机具有划时代的意义,它预示着无人舰载机时代即将来临,X-47B的出现必将掀起一场新的海军航空兵技术革命……


2008年12月16日,诺斯罗普格鲁曼公司(以下简称诺·格公司)在位于加利福尼亚州帕姆戴尔(Palmdale)工厂举行了首架x-47B(编号AV-1)美国海军无人作战飞机系统(N-ucAs)验证机的下线仪式,X-47B验证机终于揭去了神秘的面纱,它预示着无人机舰载机时代即将来临,x-47B验证机将成为美国海军装备的第一种专门研制的隐身舰载机、第一种具备自主着舰能力的固定翼舰载无人机、第一种具备自主空中加油能力的舰载无人机。与目前美国海军已经装备或者即将列装的有人驾驶舰载战斗机(如F/A-18E/F和F-35C)相比,X-47B具有留空时间长,隐身性能好、作战半径大的显著优势。

从J-UCAS到N-UCAS


2003年4月,美国国防部启动了“联合无人作战飞机系统”(J-UCAS)项目,以求研制一种同时满足美国空军和美国海军作战需求的多用途无人机。波音公司和诺。格公司分别提出了X-45C和X-47B竞争方案,随着研制工作的深入,X-45C和X-47B在满足空海军通用要求的问题上都遇到了技术瓶颈,研究人员意识到J-UCAS项目不同于JSF项目,在一种无人机上同时兼顾空军和海军的要求几乎是一件不可能完成的任务。

2006年初,由于未获得国防部的支持,J-UCAS项目在2007财年预算申请中被取消,美国海军和空军在无人机的研制问题上分道扬镳。美国海军在重新制定了舰载无人机的战术指标后,单独展开了N-UCAS项目招标。波音公司在X-45C的基础上研制了x-45N参与竞标,而诺·格公司则以经过优化设计的X-47B投标,最终X-47B以其优异的隐身性能和作战半径大的优势击败了X-45N,赢得了N-UCAS项目的技术验证(UCAS-D)合同。2007年8月1日,美国海军宣布诺格公司的x-47B赢得了为期6年价值6.36亿美元的UCAS-D合同。


自从1991年通用动力,麦道公司的A-12项目宣告失败以来,美国海军还一直没有装备过专门研制的隐身舰载机,N-UCAS项目旨在为美国海军研制一种隐身无人舰载机,以缩小美国海军相对于美国空军在作战飞机隐身技术上的差距。诺-格公司将制造两架X-47B验证机用于验证N-UCAS的一系列关键技术,例如舰载无人机自主着舰,自主空中加油和航母适应性等技术。诺‘格公司希望X-47B能够在2018年形成战斗力,并于2025年前上舰服役。


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技术特点


由于X-47B是一种亚声速作战飞机,而且要求深入敌方纵深地带执行打击任务,其战场生存能力完全依赖于超强的隐身性能,因此,x-47B采用了隐身性能较好的无尾式飞翼气动布局,具有“全频段、全方向”的低可探测特性。值得注意的是,由于X-47B将处于高海情、高,低温,强风和盐雾腐蚀和极为有限的航母甲板空间等恶劣的保障环境中使用,并要满足高强度的舰载机出动需求,因此要保证x-47B的隐身。性能在其使用寿命周期内不出现大幅度的下降是一个巨大的挑战。

X-47B采用了B-2A战略轰炸机在隐身设计上的技术成果,加上其体积远小于B-2A,因此其雷达散射截面积(RCS)将降到一个非常低的水平。X-47B继承了X-47A。“飞马”(Pegasus)验证机的部分机载系统与飞行控制率,显著降低了研制技术难度:另外,X-47B还采用了源自A-12的机翼折叠系统,以降低研发成本。

x-47B两侧机翼的外翼段4.8米长部分可向上折起135°,机翼折叠后,X-47B的翼展将从18.9米减小到9.4米,大为节约了航母甲板停放空间。值得注意的是,美国航母上的升降机可同时运送3架X-47B,是当前有人驾驶战斗机运送效率的1.5倍,提高了航母的飞机出动和回收速率。另外,由于X-47B采用了无尾气动布局,前后轮距非常小(4.25米),因此几乎可实现原地360°转向的能力,在狭小空间中的操作灵活性极佳,在拥挤的航母甲板上,x-47B的这一优势是十分重要的。综上所述,X-47B在航母甲板上的停放系留面积和操作回旋面积要远小于F/A-18E/F或者F-35C等有人驾驶作战飞机。

通常,为了容纳复杂的机翼折叠机构,舰载机机翼折叠段会凸出一个“鼓包”(F-35C也不例外),这不仅破坏了舰载机的气动外形,而且会严重影响舰载机的隐身性能,如何消除机翼折叠结构对舰载机隐身性能的影响是技术人员面临的一大设计难题。上个世纪80年代,麦道和通用动力公司在设计A-12隐身舰载攻击机时也遇到了同样的问题,最终技术人员为A-12的折叠机翼设计出了一种独特的“双重滚转”铰链机构,该机构不会破坏A-12的气动外形,收到了良好的效果。诺斯罗普·格鲁曼公司对这种机构进行了改进,并将其应用在X-47B的折叠机翼之上,使得X-47B机翼折叠处两侧的机翼蒙皮非常平滑,从而显著提高了隐身性能。


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X-47B的滚转和偏航控制主要是通过安装在副翼前面机翼上表面0.9×1.5米2大小的扰流板来实现的。为了获得较小的进场着舰速度,X-47B的襟,副翼在着舰时需要下偏20°,但是在弹射起飞时无需偏转。采用飞翼气动布局的X-47B具有良好的升力特性,因此该机能够在任何风向条件下从航母甲板上起飞,这明显地增强了其使用的灵活性,因为航母不需要为了让X-47B逆风起飞而调整航路,而这一优势是目前所有舰载机都不具备的。

洛克希德·马丁公司是x-47B项目的子承包商之一,凭借其丰富的隐身飞机设计经验,洛·马公司主要负责设计x-47B的S形发动机进气道和气动控制面,并优化飞机前、后缘的低可探测性细节设计。为此,洛·马公司在位于莫哈维沙漠(Mojave)海伦德尔(Helendale)实验室中建造了x-47B的全尺寸RCS测试模型,以优化X-47B的隐身设计。


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本文内容于 2009-11-30 20:25:16 被倔强小牛编辑

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