美国买不买?珠海航展上美国梦寐以求的彩虹7无人机(图)

前言：20世纪是空中力量的世纪，21世纪是无人作战飞机的世纪，无人作战飞机是军事技术创新的的前沿，随着无人机的技术逐渐成熟，开始从早期的侦察、通信中继等支援任务转变为战斗任务，从珠海航展上的无人作战飞机也正在向主战装备迈进，其中有一款无人机是美国梦寐以求又求之不得的。


一：舰载无人机的巨大好处 21世纪的今天，航母依旧是海军最重要的核心力量，美国海军对无人作战飞机上航母期望很高，规划的2040年舰载机联队是由10架F-35战斗机、10架F/A-XX战斗攻击机、18架无人攻击机、6架无人电子战机、6架E-2D预警机、12架无人加油机、11架MH-60R/S直升机、2架海军陆战队远征无人机组成，规划强调“大国竞争”下的远程作战，超远程、高度隐身的远程无人飞机是未来舰载空中力量的尖刀，成为高烈度、极端环境下作战主力，相比有人驾驶舰载战斗机，使用无人作战飞机不受飞行员生理限制的影响，通过多次空中加油就有无限的航程和留空时间，可以在战场上保持长时间存在，不需要航母过度靠近敌方海岸或者舰队，避免受到“东风”-21D反舰弹道导弹为代表的远程武器给以航母带来的威胁。


无人作战飞机在航母主要执行攻势制空作战和舰队防空作战，理论上有人驾驶战斗机可在空中执行12小时的任务，但受飞行员生理限制，实际并不具备这种能力，无人作战飞机特别适合执行在距航母1000海里的位置执行12小时的巡逻防空任务，执行巡逻防空任务时，在空中巡逻的无人作战飞机接到攻击命令后，自动评估和友机的距离、挂载武器的种类和数量、燃油状态，并确定由最近的无人作战飞机执行攻击任务，确认目标后，无人作战飞机自动转入攻击，如果有突然出现的目标，第二架无人作战飞机自动转入攻击，执行攻势制空作战任务时，无人作战飞机利用远航和隐身的天然优势，打击敌防空系统，摧毁敌高价值港口，机场、传感器与指控设施，都无须担心乘员的生存问题。


舰载机飞行员可是海军的宝贝，淘汰率之高堪比选拔宇航员，要经历筛选/初级训练、基础训练、高级训练，还要完成训练难度更大、风险更高的航母上舰资格训练，也是飞行员淘汰率最高的阶段，只有掌握舰上起降技术才有资格成为舰载机飞行员，起降则是舰载机飞行作业最危险的阶段，美军80%的事故出现在着舰阶段，损失一名舰载机飞行员对部队说是一场小型灾难，陆基飞行员跳伞后很多情况下只有环境和野外生存问题，舰载飞行员跳伞后要面对冰冷的海水，鲨鱼攻击和断水断粮的问题，搜救效率和成功率很低，特别是营救敌后跳伞的舰载飞行员，需要声势浩大的救援，无人机没有这些问题，无人作战飞机承担防空压制、攻击、监视、巡逻任务，将宝贵的飞行员抽离出来执行更重要的任务。


二：草草收场的X-47B无人机 鉴于无人机的巨大好处，美国国防先进研究计划局早在2000年就开始研究“航母搭载无人战斗机”（UCAV-N）研究项目，波音公司和诺斯罗普公司各获得拨款200万美元研究资金，分别研究出X--47A和X-45A飞翼隐身无人作战飞机，X-45A是拉长的六边形机体伸出一对机翼，拥有全尺寸机内武器舱，没有平尾和垂尾，进行了高度隐身修形，X--47A则是菱形的纯飞翼飞翼隐身无人作战飞机，最后诺斯罗普·格鲁曼公司赢得合同，和空军正在发展的无人战斗机项目（UCAV）强行合并成为“联合无人战斗机”（J-UCAS），首架X-47A“飞马”无人机于2003年首飞，随后升级为更大、更重的X-47B，X-47A只能挂载500千克炸弹，。X-47B起飞重量和F-16战斗机相当，可以挂载2000千克炸弹，航程4000千米。


X-47B是世界上第一型从航母上起降的固定翼无人机，不需操作员在地面遥控，能自主控制飞行，在甲板时由1名操作员通过右臂上的操控显示单元根据飞行甲板引导员的手势通过6个按钮控制油门、刹车和前轮方向，遥控无人机转弯、滑行、进入弹射位置、挂上弹射器和拦阻着舰后驶入停机位，操作员通过前起落架不同颜色和频率的信号灯观察无人机状态，弹射起飞按照程序自动完成，无需操作员控制，起飞后航母飞行控制中心能监控到92.6公里范围内的无人机，飞出这个范围后则完全自主飞行，任务操作员只能操作机载传感器设备和指定航路点，不能直接控制飞行，空中加油也由GPS系统和红外传感器测定和加油机的位置，自主完成空中加油，着舰时通过接收母舰发出的控制信号，测量自身与母舰之间的距离和相对位置，自主调节飞行轨迹拦阻着舰。


2007年5月，诺·格击败波音，以X-47A的发展型——X-47B获得了美国海军授予的研制合同，生产了2架样机开展为期6年的航母搭载研究，X-47B定位为舰载远程情报、监视、侦察、打击任务，2013年7月10日，502号机X-47B在“里根”号航母上完成自主着舰，弹射升空，第二次着舰，但在第三次着舰时机上3台导航计算机都发生了故障，自动终止着舰程序飞行新的降落点着陆，经过几年测试仅是验证了一些基本的命令和控制，美军很快就遇到了飞翼无人飞机的局限问题，飞翼没有垂直安定面，气动特性不可避免存在着三轴弱稳定甚至不稳定的特征，各操纵面的舵面运动都会在另两轴上产生联动效应，无法像常规飞机那样独立应对单轴控制面的运动效应，控制问题较难克服。


而且无人机的自主任务控制系统是独立完成搜索和攻击任务，“有没有按照设想完成任务”，“有没有杀错人”都无法控制，2005年，美军设想的无人攻击机的自主水平设定为6级，即可以战术重规划，2010年可达到完全自主化的10级，但显然过于乐观，到了2016年也只有5级，之后,美空军退出J-UCAS发展，原来无人化的B-21轰炸机也没有采用无人方案，由于X-47B的设计指标与UCLASS项目的需求不相符合，美国海军也放弃了将X-47B发展为实用作战飞机的想法，将计划缩水为舰载空中加油(简称CBARS)系统，X-47B舰载无人机就此“下马”，意味着美国海军在舰载无人机上的尝试和20多年前胎死腹中的A-12舰载隐身攻击机一样宣告失败，两架承载了美军满满希望的X-47B无人机最终落得个草草收场，运到航空博物馆收藏的结局。


X-47B舰载无人攻击机转为MQ-25A舰载加油机后，美国航母就可以不用使用挂载多个副油箱的F/A-18E/F战斗机为执行打击任务的F/A-18E/F战斗机提供伙伴加油，目前美国海军至少需要5架F/ A-18E/F战斗机执行供伙伴加油任务，MQ-25A舰载加油机能够将这些F/ A-18E/F战斗机从加油任务中解脱出来，专注于执行作战任务，同时减少了飞机所占的空间和相关操控设施以及配套装备，在相同体积下获得更大的容载能力，只是原本众望所归的X-47B舰载无人攻击机下马让很多拥趸耿耿于怀，连参议院武装力量委员会主席麦凯恩也无法接受，在中美竞争的背景下，X-47B舰载无人攻击机的超远作战半径和隐身能力被视作是对抗反舰弹道导弹的重要手段，就这样无疾而终，美军下马的理由是可以省钱，但又为MQ-25A舰载加油机投入21.6亿美元。


其实就是无法突破技术难关，X-47B无人机虽然看起来十分“科幻”，但自动战斗的技术短期无法实现，最终还是要地面控制员控制，兰德公司的评估报告称：飞行员的反应时间为200毫秒，地面控制员几乎是不可能做到这个反应时间，至少在2025年以前都不可能做到，而且一架X-47B无人机的成本要5000万美元，足够采购50枚“战斧”巡航导弹，而50枚“战斧”巡航导弹的战术灵活性和攻击效果肯定要超过1架X-47B无人机，如果有目标的位置数据，那么用巡航导弹要比无人机更快、更廉价，如果没有目标的位置数据，无人机就要定位和跟踪、瞄准，并与后方进行频繁的无线电通信，那普通的察打一体无人机也能做到，认识到X-47B无人机的局限后停止了X-47B的远程打击任务转向承担侦察和空中加油等辅助性的任务也是情理之事了。


三：中国放在珠海航展上公开卖的“彩虹”7飞翼无人机 美军对高度自主的“无人作战飞机”并不信任，高度自主的前题是解决人工智能算法，使其处于人类作战指挥的控制之下，不让其做出可能失控的决策，这恰恰是中美竞争的焦点，中国早在2016年发布的《“十三五”国家科技创新规划》就将人工智能确定为新一代信息技术的主要方向，在国家战略层面规划了研发、工业化、人才发展、培训、标准和法规、道德规范与安全等各个方面的战略，美国虽然在人工智能基础研究领先，但直到2019年才确认国家级的人工智能战略，在新的军事技术变革中，美国没有像冷战时那样一枝独秀，在电磁和人工智能技术的研发和应用方面美国落后于中国，美国略微领先于中国的方面差距不够大，美国没有过多容错的余地。


所以在美国推出X-47B舰载无人攻击机后，中国沈阳飞机设计研究所设计、中航工业洪都公司建造的“利剑”隐身无人机也于2013年首飞，“利剑”隐身无人机采用的是无尾飞翼式布局，机翼为直掠三角机翼，三角形进气口，W形尾部，采用一台俄制RD-93涡扇发动机，长度10米，翼展约14米，最大起飞重量10吨，有效载荷2吨，航程4000公里，作战半径1200公里，，內部彈舱可携带4枚500公斤制导炸弹，比美国X-47B无人机长11.64米,翼展18米，最大起飞重量约20吨要小，也就是后来解放军正式装备的攻击-11无人机，随着中国的军事装备的迅速发展，各种高技术装备的开发门槛降低和新工艺技术的发展，冷战时期是技术要求很高的飞翼布局已经成为一种门槛很低的常规设计。


中国已经基本上克服飞翼布局安定性问题和多组翼面协调操纵应用难题，中国有足够的超级计算机完成的飞翼布局和飞控系统设计，只要突破了飞行控制和三轴自动稳定的难关，弄出飞翼方案都不是什么难事，在现有的航空工业条件，各个具备基础科研条件的院校、研究所和企业都能搞飞翼布局无人机了，无人机是中国出口军贸的热点，珠海航展上公开的就有航空、航天、电子工业和民营企业的方案，种类之多比所有国家已公开的飞翼无人机项目总和还要多，参与的科研/工业部门数量众多，设计特点也各有不同，主要“天鹰”、“彩虹7”等飞翼无人机，中国航天科工集团第三研究院研制的“天鹰”隐身无人机，翼展12米，最大起飞重量3吨，属于小型飞翼机，成都飞机设计研究所推出的隐身无人机尺寸和外形与之相近。


中国航天科技集团空气动力技术研究院研制的“彩虹”系列无人机一直在世界市场上很畅销，也推出与X-47B类似的“彩虹”7飞翼无人机，采用中段带中央动力舱的菱形中央翼和外侧独立的梯形外翼组合的前、后缘双掠角复合飞翼布局，机长10米，翼展22米，最大起飞重量13吨，采用了内置载弹480千克的弹舱，背负式隐身进气道，隐身外形设计、吸波隐身材料，一台推力5~5.5吨的涡扇发动机，最大飞行速度920千米/时，续航时间15小时，作战半径2000千米，可担负侦察、监视、目标识别、突防作战以及打击效果评估等任务，不过“彩虹-7”无人攻击机在载弹能力方面还和X-47B无人机有较大差距，而中天公司展出的FL--2隐身无人机最大起飞重量22吨，载荷6吨：续航时间大于10小时，基本和X-47B差不多了。


“彩虹-7”继承了“彩虹”系列无人机的高可靠性、高出勤率、通用地面站以及全自动控制技术，可携带反辐射导弹、空地导弹、制导炸弹或反舰导弹等机载武器，攻击敌方地面指挥、通信、预警设施，空中预警机、加油机，航空母舰等高价值目标，可满足需要长航时和强突防能力无人作战飞机国家的需求，从目前的无人机设计技术、动力技术以及自动控制技术现状看，中国海军研制可携带1-3吨武器的舰载隐身无人攻击机的物质基础和技术条件已经基本具备，性能比“彩虹-7”更为优异，极大延伸了航母战斗群的攻击作战距离，成为今后海军作战中必不可少的重要装备之一，如果中国率先实现高性能无人机上舰，就可能在非常短的时间内扭转中美海军的力量平衡。 四：结语 中国未来将会有大量高端无人机装备军队，也有中、低端无人机在国际市场上销售，“彩虹-7”无人机不是正好合适代替美国取消的X-47B舰载无人攻击机，不知美国有没心动？会不会像求中国给点月壤一样求中国卖点，但中国肯不肯卖又是一回事了。