对美海军X47B无人攻击机首飞的初步分析.docx
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对美海军X47B无人攻击机首飞的初步分析
X-47B是世界上第一架全尺寸无人攻击机验证机,也是第一种专门为航空母舰设计的舰载无人攻击机验证机,其主要目的是验证、提高和完善相关技术,为未来实际型号采办提供支撑。
2011年2月4日,美海军X-47B无人攻击机成功首飞,标志着美军舰载无人攻击机研制工作取得了阶段性进展。
X-47B发展历程
X-47B发展经历了三个阶段,各阶段的技术验证重点也有所区别:
(1)美国空海军并行发展X-45和X47
波音公司为美国空军研制的X-45A技术验证机于2002年5月首飞;诺斯罗普格鲁曼公司发展的海军型X-47A技术验证机于2003年2月首飞。
两种无人机重点验证了自主飞行、武器投放、有人机与无人攻击机互操作、多架无人攻击机协同飞行等技术。
X-47
X-47
X-45
X-45
2003年4月,美国防部启动J-UCAS项目,合并了空、海军的无人攻击机计划。
在该项目支持下,波音公司发展了X-45C验证机,诺·格公司发展了X-47B验证机。
两种无人机重点验证了通用操作系统设计、大载荷无人机隐身设计等技术。
2006年初,美国防部中止J-UCAS项目,美海军提出“无人作战飞机系统航空母舰验证机”(UCAS-D)项目,并于2007年2月发布招标书。
诺。
格公司的X-47B方案战胜了波音公司的X-45N方案,于2007年8月赢得为期6年、总额6.358亿美元的研制合同,以制造并试飞2架全尺寸验证机(编号AV-1、AV-2),重点验证舰上自主起降技术、机一舰适配性等技术。
2008年12月,诺格公司首次向外界展示其制造的首架全尺寸无人攻击机验证机X-47B(AV-1)。
2009年8月,诺·格公司完成机体结构静力试验,包括模拟完成标准载荷和着舰时的冲击载荷、起飞弹射器和着舰阻拦装置对机体结构的影响,检验燃油系统结构完整性和气动控制面结构强度。
2010年2月,美海军和诺·格公司在“林肯”号航母上模拟完成X-47B机载系统与主飞行控制室、空中交通管制中心、着舰信号官平台等多处舰上系统的一体化试验。
2010年底,X-47B在爱德华空军基地进行了为期数周的地面滑行试验,并完成多项飞行前试验和检查。
2011年2月,X-47B无人攻击机成功首飞,初步验证了导航和飞控技术。
试飞中,X-47B在空中以“环形航线”盘旋数圈后落地,共飞行29分钟,最大飞行高度约1520米。
获取的试验数据将用于导航系统、无尾翼气动控制技术的校验。
第二架验证机(AV-2)将在2011年下线,与AV-1共同参与航母适应性试验。
其中,AV-1将在爱德华基地进行为期1年的飞行包线扩展试飞,此后完成实机地面弹射。
预计,2013年初在航母上进行实机海上试验。
待验证机技术成熟后,美海军将随即启动无人攻击机型号研制项目——“舰载隐身无人攻击和监视系统”(UCLASS)。
技术特点
X-47B是美军未来舰载无人攻击机的验证机,除可弹射起飞、机翼可折叠,以及耐高海情、高/低温、强风和盐雾腐蚀环境等一般舰载机的基本特征外.还具有以下技术特点:
采用新型气动布局等技术实现隐身化
X-47B是一种亚声速飞机,且要求能够执行纵深打击任务,其战场生存能力完全依赖于超强的隐身性能。
X-47B采用了隐身效能较好的翼身融合无尾飞翼式布局,其在气动外形上与B-2A远程轰炸机较为相似,但体积却远小于后者。
这种气动布局在各个方向上都拥有较好的隐身性能,而不是像F-22A.F-35那样,只在特定方向上拥有较高的隐身性能。
此外,该机采用S形进气道,并优化了飞机前/后缘,进一步提高了隐身效果。
采用自主空中受油等技术实现长航时
无人攻击机需要能够有远超有人驾驶飞机的超长滞空时间,除了采用更优异高效的气动设计外,还要求具备空中受油能力。
美海军要求X-47B在设计上要同时满足空军的”硬式”空中受油和海军的“软式”空中受油。
当前美军的该项技术已经有了很大进展。
2006至2007年,NASA以F/A-18B战斗机充当无人机,成功进行了数十次软式插头一锥套自主受油试飞。
2007年12月,美国空军研究实验室成功完成并保持20分钟的硬式伸缩套管自主受油模拟实验。
采用自主化导航控制技术
作为X-47B项目研制的关键一步,国防部启动了联合精确进场与着陆系统(JPALS)的研发项目,X-47B首飞成功实现了地面起降、“环形航线—飞行,初步验证了无尾翼设计的气动控制技术。
目前,海军还在开发了航母移动预测与自动着陆系统(CM-PAL).以在2013年实现X-47B在航母上起飞、降落以及空中飞行等关键功能的自主控制。
影响分析
美军认为,未来作战力量将是有人与无人系统的结合,并将在未来持续加大投资、研发和采购力度。
2020年前,美海军将投资70亿美元、采购近300架舰载无人攻击机,预计新型UCLASS舰载无人攻击机在2013开始型号研制,2018-2020年服役,其规模达舰载作战飞机总量的1/3。
无人攻击机的批量装备将对美军作战能力与作战方式产生重要影响。
美军已明确提出要通过无人攻击机、远程轰炸机、巡航导弹等多手段互补,构建未来的远程打击系统。
与现役舰载机相比,无人攻击在载弹能力方面有一定差距,但其隐身性能、作战半径均明显强于现役舰载机,且可自主空中受油,持续作战能力明显优于现役有人作战飞机。
未来的新型无人攻击机经空中加油后可滞空超过50小时,将使美海军能够对更为广大地域实施更为持久的控制。
此外,由于舰载无人攻击机航程、滞空时间远大于现役有人驾驶舰载机,较强的隐身能力使其突防能力、生存能力大幅度提高,而且不存在由于人员损失带来的政治压力,因为这些原因美军很多人都将其视为实施“空海一体战”、应对反介入挑战的重要装备。
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