無人機被稱為游擊戰的終結者。在阿富汗時期,美軍通過無人機分擔了情報偵察和定點清除任務的負擔。然而無人機目前只是用於區域性小規模的反恐戰爭和定向軍事打擊任務,主要是由於其還需增加續航時間和多功能載荷,才能滿足作戰需求。
新一代無人機的概念2009年6月,波音公司在巴黎航展上首次展出採用獨木舟式機身和後掠翼概念的無人機。同年9月,洛馬公司的臭鼬工廠也展示了具有隱身功能和採用模組化機翼的混合動力方案。而且各家無人機制造廠商還在無人機的尺寸上進行放大,以符合新一代無人機在效能上實現升級跨代,提高競爭力。
21世紀初,通用原子公司就研製和生產了以活塞式發動機為動力的MQ-1“捕食者”A無人機,首次將中長航時偵察和精確武器打擊能力集於一身。隨後該公司又針對美空軍的需求,通過換裝渦輪發動機,增大機身尺寸,以及重新設計尾翼,改進出捕食者B/MQ-9收割者無人機,以實現更高更快。
復仇者無人機的初始名稱為捕食者-C,通用原子公司在噴氣動力選型和隱身細節設計等陌生領域探索,導致了研發進度的拖延。
該機採用了雙餘度飛行控制系統,利用兩套伺服系統來控制全動式雙垂尾。美軍的軍工廠一向有采用舊機型外觀的傳統,復仇者的原型機也不例外,採用了F-5戰鬥機的起落架,並設計有防滑剎車系統,主起落架收於機翼內側段。
為了滿足以高速,高空執行戰術任務的需要,研製人員主要優化了機翼外形,將原來的平直機翼改為前緣後掠17度的後掠翼,以使用更高的飛行時速。從翼根到翼尖,機翼分為內外兩段,曲柄狀的後緣在充分利用結構效益的基礎上,增大了氣動表面,獲得更大的空氣動力。機翼內端不僅能夠容納主起落架的收放機構,還可以在內部分別安裝一個油箱,可以儲存50%的機內燃油。
從空氣動力角度來看,機翼內側具有較大的結構厚度和表面曲率,表明在機翼上實現了層流設計。在最初的研製階段,原型機在左側的機翼/機身連線部位安裝了絲線,以便研發人員可以直觀地觀察到這一部位的空氣流動狀態。
如果以飛機的發展歷程作比喻,目前絕大多數的無人機僅相當於一戰時期的雙翼機,而要實現從雙翼機到噴氣式飛機式的跨越,無人機還需要在低可探測性,擴大作戰半徑,提高飛行速度上做出努力。而且還要改進可靠性和減少地面控制人員的負荷,在設計上採用開放式架構,以便能同時控制多架無人機。
復仇者的隱身舉措在隱身功能上,復仇者採用了多種隱身設計來降低雷達反射截面積,包括優化外部構造,排氣管遮蔽,遮蔽發動進氣道和內建式武器艙。復仇者的隱身能力,可以在執行任務時能有效突防和增加戰時生存能力,滿足複雜的實戰環境。
復仇者的隱身構造站在了B-2轟炸機和F-22戰鬥機的巨人肩膀上。從機頭到機尾,兩面斜削的拱形上表面和獨木舟式的下表面形成了一條連續的脊線,從而有效避免了側面彎曲所引發的雷達波側面反射。從俯檢視上看,它的機翼前緣和機翼外段後緣相互平行,後掠角均為17度,與另一側機翼前緣保持平行,這種設計可以將機翼的雷達反射波控制在兩個方向。
為了更好地實現隱身能力,復仇者無人機研製了一種可以選擇性透過不同頻率功能的雷達罩,可以保證機載衛星通訊所採用的Ku波段訊號正常使用,但是能夠有效遮蔽現役戰鬥機和導彈上的雷達所使用的較低頻率訊號。
藍色部位為雷達罩
發動機艙的凸起設計,為S形排氣裝置提供了充分的空間,可以更好地消除發動機的雷達反射訊號,同時增強了排氣流的冷卻效應,以儘量減少紅外特徵。在外部結構,復仇者無人機的V型尾翼能有效偏轉雷達反射波,同時又能遮擋發動機的紅外特徵。
而S形進氣道,可以有效地限制雷達波直接到達發動機。同時曲柄狀的機翼具有較大的結構表面,有助於遮擋發動機進氣道,避免來自下方的雷達波的探測,並且通過排氣裝置的冷卻來減少來減少紅外訊號特徵。
S型進氣道
復仇者無人機的武器艙可以根據環境的影響,調整武器掛載的方式。在飛往密集的防空雷達區域執行任務時,該機將採用所有武器全部內埋掛載,保持外部平順光滑,降低雷達發射截面積。而在無雷達區域,可以在武器艙和機翼掛點上掛載各種打擊武器。同時,可以拆除武器艙的艙門,換裝一種半埋式的廣域監視吊艙。
復仇者原型機在2009年4月首次公開露面時,在機頭下部並未安裝傳統的光電感測器轉塔。研發人員表示,正在研究一種可以收放的全動式轉塔系統,以便更好地滿足隱身效能的需求。暌違一年後,洛馬公司與通用原子公司聯手,將一種被稱之為“先進低觀測性嵌入式偵察標準”(ALERT)的系統加裝到復仇者上。該系統為F-35戰鬥機上使用的光電瞄準系統(EOTS)的改進型。
與外接式光電感測器相比,ALERT系統能夠有效降低採用後掠翼和噴氣式推進的復仇者無人機的訊號特徵,但是因安裝在視窗後面,會相應降低感測器的效能。從首飛的復仇者ER無人機來看,機頭下部重新出現了光電感測器的轉塔,表明ALERT系統可能面臨難產。
復仇者的偵察效能2016年1月至2月,通用原子公司為復仇者原型機加裝了最新的MS-177感測器後,進行了7次測試,主要驗證了在1.12萬米的高空蒐集陸地和沿海目標的高解析度影象的能力。此次試飛的MS-177感測器為7波段多頻譜系統,可以根據戰術任務需要升級到10波段系統,以提升海上目標探測能力。MS-177感測器好比復仇者無人機的千里眼。以廉價的成本使其擁有戰略偵察的能力,可以遠距離識別高解析度影象,對於戰場的一舉一動都能夠很好地掌握。
復仇者還安裝了山貓多功能雷達,包括地面移動目標指示器,合成孔徑雷達和海上廣域搜尋模式,最遠探測距離可以達到80千米。該雷達不管颳風下雨,還是嚴寒酷暑都能準確地搜尋可疑目標,在更遠的範圍內探測和定位地面移動目標的位置,影象的解析度達到了10釐米以內。
山貓雷達
無人機未來的應用除此之外,研究人員還設法將熱管理,大功率,波束開發,波束定向器等定向能技術應用在復仇者無人機上。目的是為了可以在其身上是有高能鐳射武器。2017年復仇者無人機還測試了一種固態鐳射武器,如果進展順利,無人機的作戰潛力將進入新的臺階。
2010年,美國導彈防禦局表現出對復仇者無人機的青睞,有意將此應用於導彈防禦領域。大致是利用幾架無人機通過保密資料鏈實現資料通訊,協同對敵方彈道導彈發射陣地進行持續監控,並努力在彈道導彈助推階段進行攔截。
美國空軍忠誠的僚機計劃,也為無人機的使用提供了新的思路。復仇者無人機佔有價格優勢,可以充當空軍的僚機,與F-22和F-35戰鬥機進行聯合作戰,或者自主執行空對地和空對地作戰任務,同時承擔其突破嚴密防空網的關鍵角色。如此一來,不僅可以減少飛行員的傷亡,也可以緩解戰時飛行員在嚴重戰損後飛機沒人駕駛的窘境。而且還可以實現一人操控多架無人機,對敵人進行飽和攻擊。
為了能獲取海軍的訂單,復仇者的原型機在設計過程中,採用了外段機翼可以摺疊的構造,這樣就能停放在航母和其他軍艦上。而且復仇者的後機身還安裝了可以勾住阻攔索的尾鉤,適用於海上使用的電子裝置,加強起落架和結構,這說明無人機可以充當艦載機的可能。
結語無人機的功能極具開發潛力。當你擁有一張去往火星的飛船票時,就應該果斷上船,而不是前怕狼後怕虎。誰都無法準確預測未來的趨勢,唯一能把握的就是不要錯過任何一個可能性。無人機就像一個新起的風口,儘管現在人們還無法徹底了解它的使用說明書,但是誰也無法斷定其毫無價值。就像當年在航母和戰列艦的發展選擇上,不會有人只做單邊選擇。中國無偵8的亮相表明,我們勢必也不會缺席無人機的盛宴。