 美国海军将使用舰载无人机替代F/A-18(转贴)
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美国“火力侦察兵”无人机
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美国“火力侦察兵”无人机
X-47B无人战斗机
航空在线7月8日报道 美国海军舰载无人机的发展历程可谓一波三折,随着美国海军对于航母舰载战斗机攻击群在独立作战、全球快速部署和快速响应中所发挥作用认知度的提升,已经将舰载无人机(旋翼和固定翼无人机)的研制提高到空前的高度。
目前，舰载无人机的任务主要是执行监视侦察、战伤评估和舰炮火力修正,但美国海军一直坚持研制舰载无人作战飞机，用以执行攻击任务,如正在进行的“火力侦察兵”武装无人驾驶直升机和海军无人作战系统验证(UCAS-D)项目,甚至考虑用综合有先进战斗机技术的无人舰载机F/A-XX替代有人驾驶舰载机。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ] 一波三折的发展历程
早在1963年,美国海军就装备了由美国螺旋动力直升机公司研制的QH-50无人反潜直升机,当时的名字也叫 “火力侦察兵”(Fire Scout)。 但是该机在服役后由于控制技术的缺陷和无人机操纵的不熟练,失事率非常高,于是美国海军在1970年取消了继续发展QH-50的计划,并放弃了在航母上使用无人机的打算。
然而在越南战争中,美国空军采用“萤火虫”(Lightning Bug)无人机执行危险战区的侦察任务,减少了人员伤亡,促使美国海军再次考虑在部分舰船使用的固定翼无人侦察机,但是对于在航母上使用的舰载无人机则仍持谨慎态度。
1984年美国海军和海军陆战队购买了以色列的RQ-2“先锋”(Pioneer)无人机,装备在两栖攻击舰和 “依阿华”级战列舰上。在1991年海湾战争的“沙漠风暴”作战行动,“先锋”共飞行533架次,执行定位、实时战场评估、舰炮火力修正、侦察与预警等任务,表现非常令人满意,从而增强了美国海军对舰载无人机的信心。
与此同时,有人驾驶舰载战斗机也越来越显示出一些局限性,例如舰载战斗机队必须依靠空中加油机,持续飞行数小时才能到达制定目标区域进行作战,同时由于受到人员生理极限和作战准备时间较长的限制,造成航母编队出动效率降低,尤其是在远程攻击目标上空持续寻找和确定机动或“时敏性”目标,通常派遣多艘航母参与作战等。
1997年,在美国海军颁布了新的《海军作战概念》中,确认了航母舰载战斗机攻击群在独立作战、全球快速部署和快速响应的优势,而在美国最新版《海军航空兵愿景2020》中再次要求美国海军航母攻击群和远征舰载攻击机群时刻准备好到达战场,能够立即、果断、独立地对态势做出反应,而美国海军同时也认为,长时间对海岸目标进行监视或及时进行攻击,将飞行员置于危险中并使之进行承受生理极限的飞行是不可取的,因此很需要能在航母上起降、具备长航时、低可探测性的低成本无人机,能从距离海岸目标约830-900千米的航母上起飞,对目标区域进行长时间监视,必要时执行打击任务。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ] 在这种背景下, 2000年美国海军一方面复活了“火力侦察兵”无人直升机项目的研制,一方面和美国国防预研局(DARPA)联合启动了海军无人作战飞机(UCAV-N)先进技术验证项目。
固定翼舰载无人机的新生
DARPA与美国海军启动UCAV-N计划时设定的采购成本目标确定为F-35C的50%,使用保障成本目标是F/A-18C/D的50%,参与竞争的是波音公司的X-45A和诺斯罗普·格鲁门公司的X-47A。
2003年4月,美国国防部将美国空军的UCAV和海军的UCAV-N合并为联合无人作战飞机系统(J-UCAS)项目,并交由DARPA管理,参与竞争的是波音和诺斯罗普·格鲁门公司分别提出了尺寸更大的X-45C和X-47B。
随着研究工作的深入,X-45C和X-47B遇到的最大挑战是海军和空军的要求几乎不可能在一种飞行器上实现。
空军希望无人机首先具有攻击能力,而海军则希望飞机具有预警侦察和情报搜集能力,担心过早地开发攻击能力将会使飞机的攻击特性过于明显,会导致其侦察能力成为附带而降低,所以J-UCAS项目进行到后期时,发展思路已经开始由原来的“一个平台一套系统,满足两军通用”向“两个平台共用一套系统,分别满足空海军的不同作战需求”的方向转变。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ] 波音公司的X-45C类似于X-45A,但体积更大、航程更远,除了增大尺寸外,新的设计还可以满足海军提出的增强防水壁和起落架以及子系统要求,以适应飞机在航母上起降所造成的压力。新设计还加长了机翼和采用更新的飞控系统以提高飞机在航母上降落所要求的低速操作特性。
诺斯罗普·格鲁门公司X-47B也是X-47A验证机放大尺寸型,同样采用菱形 “风筝”外形设计,但机翼翼 展加长,以提高气动效率和增大航程,而且机翼可以折叠,以便在航母上存放。
2006年初,J-UCAS项目在2007财年预算申请中被取消,重新由美国海军单独开发UCAV-N项目,美国海军对舰载无人机的需求也逐渐清晰。
美国海军战略和预算评估中心在2007年的一份研究报告中提出,美国航母从夏威夷起航后,就要随之发射无人作战舰载机对台湾海峡进行持续的监视。这种无人作战舰载机可以830千米/时的巡航速度飞行,经过两次空中加油,用10小时左右到达监视区,然后在海峡上空巡航至少5小时以上,当第二架无人作战舰载机到达后,飞机通过空中加油后返回。UCAS-N系统将以巡航速度在战场上空搜集信息。避免被探测和规避高威胁空防火力成为UCAS-N的主要设计要求。
波音公司参与竞争的X-45N，外形基本上是X-45C的放大型,但是增强了内部结构,并将机身腹部向下鼓起,以便能满足海军提出的更大载弹量和任务载荷的要求。此外,X-45N还增加了翼展,以便提供更好的低速性能。
由于波音的X-45C最初主要是为满足空军实施高隐身攻击任务而设计的,只是为了“迎合”海军需求做了设计修改,所以相对从一开始就以满足海军需求而专门设计的X-47B,在许多方面处于下风,如续航时间和作战半径都不如X-47B,所以,美国海军最终选中了X-47B。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ] 诺斯罗普·格鲁门公司为此赢得了为期6年价值6.36亿美元项目合同,包括用X-47B为美国海军演示无人机在航母上使用的能力,包括能在航母上自主起飞和着陆及具备空中加油能力等。
实际上,DARPA和美国海军对舰载无人作战飞机的指标一开始也不是很明确,只是提出要开发一种远程舰载无人作战飞机,作战半径约2800千米,续航时间约为10小时。随着研制过程的不断深入,舰载无人作战飞机的性能指标也出现一些变化,例如，总重、机长和翼展都有了明显的增加,主要是为了适应舰载无人作战飞机在航母上进行滑行起飞和拦阻着舰时,需要具备良好的低速操纵特性和抗纵向冲击能力的要求,增加翼展可以改善起降特性,加强机体结构必然会增加机体的重量。
美国海军目前认为,UCAS-N项目要验证的舰载无人作战飞机在航母上起降所需的关键技术包括:低可探测技术;结构加强的无人机机体设计技术;无人机舰面/机库储存和转运技术;自动弹射和着舰技术,包括允许人工干预的自动导引和控制技术,高效的数据链传输技术等;模块化建造技术;自主空中加油控制技术。
此外,美国海军从UCAS-N项目一开始就考虑舰载无人作战飞机的经济可承受性,要求能“买得起”和“用得起”,在航母的有限空间使用舰载无人作战飞机,同时要求无人机有良好的可靠性。
X-47B预计在2009年开始飞行试验,2011年装备航空母舰。
舰载无人机化的提出
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ] 今年3月中,美国海军表示,在集中规划“海军无人作战系统”采购时间表的同时,还在考虑如何实现用无人机替代F/A-18舰载攻击机的F/A-XX计划。
美国海军的这项向无人机转移计划,被认为是美国海军装备发展的一个重大的飞跃,反映了美国海军对舰载无人机在认识上的又一次台阶性的提高。
美国海军表示,计划的第一阶段将是进行原型机验证机(不一定是新飞行器)竞争,参与竞争的验证机将在2009年11月开始使用陆基的弹射和拦阻系统进行飞行试验, 2012年转移到海上进行,通过验证机竞争，一方面选定优胜方案,一方面制定项目的里程碑计划,预计采购计划有可能在2011年开始,希望新的航空母舰无人机舰载攻击机机队能在2025年部署,替代F/A-18。
这项新计划打开了波音公司重新得到政府对于无人机和隐身技术资助的大门。在竞争海军无人作战飞机项目上失败后,波音公司不得不与洛克希德·马丁公司联手转向了美国空军的新一代轰炸机项目,但是公司一直希望能再次进入海军舰载无人机项目。
第五代舰载无人机的萌动
据美国《航空周刊》最新报道,目前诺斯罗普·格鲁门公司正在根据美国海军的一些初步的要求开始设计一种综合第五代先进战斗机技术的无人舰载机F/A-XX,替代现有的有人驾驶舰载战斗机,与F-35C组成混合编队应对未来海战的需要。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ] 这种舰载无人作战系统,将结合先进的宽频谱的全方位隐身、空中加油、一体化的推进系统技术,以及先进的传感器,具有用激光武器拦截发射后不久处于推进阶段敌弹道导弹 (BPI)和用高功率微波武器进行电子攻击的新功能。
无人机将和X-47B一样采用保形相控阵天线,8个在飞机的上面一侧,8个在下面,不仅有很好的低可观察性,同时可以提供360度的覆盖范围。
美国海军认为,这种高度隐身的无人机可以比有人驾驶飞机更能靠近目标区,甚至能进入最危险的敌方空防领域的第4区,也就是被地空导弹攻击的不可逃脱区,进行干扰、电子攻击和武器攻击。
由于高度机动的导弹的发射场地和时间是不可预测的,而无人机可以在航站轨道上滞留几天(诺斯罗普·格鲁门公司设计人员正在考虑飞机的任务小时能达到50～100小时),能在目标区的上空提供无缝的监视,从而能及时探测到实时信息,看到威胁源在哪里,例如，可以飞近弹道导弹发射场,甚至还能看到发射中的导弹。
诺斯罗普·格鲁门公司认为,这种无人机不用刻意考虑飞机的价格,它可以从更少的燃油消耗、免除机组人员的飞行培训和和平时期的维持飞行训练和飞行教官中,大大节省使用成本。
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