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    无人机研究报告(五)美国:大型无人机RQ-180

    发布日期:2018-01-26我要投稿我要评论

    《武器与装备研究选编》

    第三部分:无人机研究报告

    大型无人机RQ-180

    (五)

    世界各国无人机发展情况

    美国:大型无人机RQ-180

    大型无人机RQ-180

    RQ-180是由诺斯罗普·格鲁门公司研制的高度保密的大型隐身无人机。该无人机将执行渗透ISR任务,该任务自SR-71于1998年退役后就暂无装备可以承担。RQ-180已处于试飞阶段,该机展示了隐身与气动效率一体化设计的最新成就。国防和情报官?#32972;聘?#22411;隐身无人机系统已安排投产,计划于2015年交付美国空军作战使用,主要用于执行情报、监视和侦察任务。

    据国防官员透露,RQ-180主要任务载荷包括有源相控阵雷达(AESA)和被动电子监视测量装置之类的无线电传感器,并具备执行电子攻击任务的能力。

    该机的设计是美国空军ISR装备的关键性转变,即装备作战环境从类似伊拉克和阿富汗的“宽松”环境,转变为在“对抗”和“拒止”空域作战,美国空军目前装备的“全球鹰”和“死神”都是针对前类环境进行设计的。新型隐身无人机是空军决心在2014年后退役RQ-4B某系列(应为Block 30型)的支撑,虽然该决定遭到国会的否定。RQ-180的出现将昔日令人惊?#38236;腞Q-170“哨兵”变得黯然失色,因为前者具有更大的尺寸、更好的隐身性能和更大的航程。

    如果按照以往保密ISR飞机的使用模式,新型无人机将由美国空军和中央情报局(CIA)联合控制,由美国空军快速能力办公室负责项目管理,并由空军负责飞行使用保障。根据美国空军的事实?#24471;鰨?#35813;模式已应用于RQ-170,该机隶属美国空军第30侦察中队。

    2008年,诺斯罗普·格鲁门公司的财务报告指出可能获得一份美国保密无人机系统项目的合同,公司披露其综合系统分部增加一笔价值20亿美元的拖欠订单。该部门先后承担了B-2轰炸机、“全球鹰”无人机、“火力侦察兵”无人机和X-47B无人作战飞机系统验证机的研制。今年,诺斯罗普格鲁门公司财务报告确认一型匿名无人机项目进入小批初始生产。

    除财务报告的披露外,公开的俯拍照片显示位于加州帕?#21453;?#23572;的诺斯罗普公司工厂和位于内华达州马夫湖51区的空军保密试飞中心均新建有可容纳翼展超过130英尺(39.624米)的飞机的厂房和机库。诺斯罗普·格鲁门公司还在2010年进行了其帕?#21453;?#23572;工厂设施的扩建,或许就是为保障RQ-180的生产。

    新型隐身无人机的出现解?#22303;?#26576;?#26893;?#19968;致的原因:美国空军官员一直频繁要求新的渗透ISR能力。但是并无任何公开证据显示该军种已经计划开发类似的飞机。

    美国空军最高军?#23433;?#21150;官员查尔斯·戴维斯中将表示,空军在2014年后不会采购“全球鹰”,并希望将相关经费用于更高优?#28909;?#30340;项目。在为取消“全球鹰”的采购计划辩护?#20445;?#25140;维斯称“我们不会在没有认真考虑如何执行由U-2及其他保密?#25945;?#25191;行?#32654;?#20219;务的情况下,提出这样的设想。”但在公开的国会听证会上被要求做更多解释?#20445;?#20182;表示“我们可能需要在另外的场合做更详细的?#24471;?rdquo;。

    负责ISR的空军副总?#25991;背?#32599;伯特·奥拓中将表示,情报、监视和侦察任务的最高优先事项是“重新平衡和优化我们的一体化ISR能力”。他表示多类装备的组合投资模式并非适用所有问题,空军已在“宽松”环?#36710;腎SR装备方面投?#20351;?#22810;,必须向打赢“对抗”环?#36710;?#35013;备转换。空军将寻求有人无人?#25945;?#26356;加平衡的机队,从而能够在拒止空域执行穿透任务,并提供前所未有水平的持久性。

    奥拓表示美国在2014年以后具备购买和部署65支MQ-9“死神”和MQ-1“捕食者”战斗巡逻编队的能力,并可能将采办优?#28909;?#36716;向诺斯罗普的新系?#22330;?/p>

    上述公开?#29575;?#26159;一次即将采购新型秘密无人机数量问题内部争论的副产品。一个明显的共识是需要小规模“银弹”部队执行特殊的军事和CIA任务,一支更大型的机队能够确保战斗机和轰炸机对抗更大?#27573;?#30340;目标。颇具影响力的美国智库——战略与预算评估中?#27169;–SBA)在2009年的一份报告中建议空军建立5个中队,每个中队配属10架高空隐身ISR无人穿透装备。但是这样一支大规模的机队成本高昂,并需要与诸如联合攻击战斗机、远程打击轰炸机等其他高优先级项目竞争?#24335;稹?/p>

    此外,如果美国采购更多的RQ-180秘密无人机,将很难使之处于保密状态。历?#39134;希?#32654;国空军一直拒绝在51区建立作战部队,原因在于在51区保持多个保密项目处于分离状态十分困?#36873;?#20363;如,工人?#32972;?#34987;要求限制在室内活动,原因在于有其他保密项目在进行室外试验。如果有一个项目?#21069;?#29031;作战节奏进行,那么这类中断工作的情况将?#28798;?#22686;长。

    2013年4月,奥拓的前任,原负责ISR任务的副总?#25991;背?#25289;里·?#26448;?#26031;中将承认空军认识到需要更为广泛地传播保密项目的信息,以确保作战?#23500;?#23448;更为充分地了解他们的能力。在回答《航空周刊》在华盛顿史汀生中心的问题?#20445;材?#26031;表?#31350;?#20891;安排有涵盖全部困难环?#36710;?#39033;目,并正在开发新的能力。

    RQ-180源自诺斯罗普·格鲁门公司的联合无人作战飞机(J-UCAS)项目。2005年底J-UCAS项目取消的主要原因是空海军难以弥?#31995;?#38656;求差异。海军希望一型舰载无人机,最终走向了目前的X-47B项目。而空军希望的是大型、远程的“全球打击的使能者”,具有比RQ-170更强大的能力,这就是目前的RQ-180。2007财年海军预算文件显示J-UCAS项目已在2005年12月分离为海军验证机项目(即后来的X-47B)?#28034;?#20891;的秘密项目。与此同?#20445;?#35834;斯罗普公开讨论一系列翼展加大的X-47C构型,翼展最长的方案达到172英尺,配装2台通用电气CF34发动机,并可携带1万磅(4500千克)武器载荷。

    RQ-180比X-47C的?#25293;?#30053;小,目前尚不清楚该机是否将执行打击任务。该型机在尺寸和续航时间方面与“全球鹰”相似,最大起飞重量为32250磅(14641千克),可在距离基地1200海里(2222千米)位置持久停留24小时。相比?#24076;?#23567;型的RQ-170进行执行5-6小时的任务。

    RQ-180最关键的特征是在F-117、F-22、F-35基础上进一?#25945;?#39640;全向宽频雷达隐身能力。该项特征将有利于对抗来自各方向的低频和高频威胁。该设计还将隐身与超高效气动布局融合起来,从而提高了飞行高度、航程和任务时间。

    该型机采用了诺斯罗普隐身的“无尾飞翼”布局设计,与X-47B类似,由大后掠角的中心体和细长的大展弦比外翼构成。诺斯罗普·格鲁门工程人?#20445;?#22312;该秘密项目公开前)公开宣称与B-2的飞翼布局相比,(X-47B所采用?#27169;?#35813;飞翼布?#20013;?#24335;是可缩放和自?#35270;?#30340;。RQ-180的中心体长度与体积能够更大从而与飞机尺寸相?#35270;Α?/p>

    工业界官员表示计算流体力学显示新型隐身无人机可以获得与常规布局飞机相同的效率。对复杂三维流场的管理是获得翼面更多层流的关键,也是设计隐身紧?#25112;?#25490;气系统的关键,并最终实现了比B-2更轻且更具效率。

    气动效率与隐身通常是互相矛盾的。B-2的“牙签”状前?#25285;?#21363;机头和翼尖尖锐,而中部较厚,实质上就是隐身性能与气动效?#25910;?#20013;考虑的结果。保持后掠翼较大程度的层流本身就是一项成就,因为展向气流容易导致湍流,考虑到存在来?#36234;?#27668;道溢出气流的影响时?#36879;?#26159;如此。

    对于层流和气动效率的追求可能带动了新的结?#36141;?#21046;造技术的发展。诺斯罗普·格鲁门公司于2007年收购的缩比复合材料(Scaled Composites)公司是是世界领先的大型复合材料机体结构制造商,能够制造连续无紧固件的机体表面结构。

    发动机的集成通常是隐身设计的挑战。蛇形进排气系统(主要用于遮挡发动机部件的雷达反射)的长度和体积正比于发动机的直径,原因在于管道的曲率半径必须相应增加?#21592;?#20813;发生畸变。此外,拥有较大直径的更大涵道比发动机,与小涵道比发动机相比,往往更不容易进行流动畸变剪裁设计。这是为什么包括B-2在内的大多数亚声速隐身飞机通常采用战斗机发动机的无加力型,而此类发动机的燃油经济性往往较差。

    RQ-180使用中等涵道比发动机,与X-47基本型?#25293;?#37319;用的CF-34改进型发动机相似。该发动机可用推力预计超过“全球鹰”所采用的罗尔斯·罗伊斯公司的AE3007H,后者的推力为7600磅,从而具备更好的高度性能和更多的电力输出以?#35270;?#36733;荷的增加。

    在作战使用?#20445;琑Q-180可以通过空中加油延长其航程,虽然尚不明确该机是否会采用该技术。2008年以前,诺斯罗普·格鲁门公司一再声明,基于X-47的飞机通过空中加油续航时间将增加到100小时。当然,需要对飞机部件进行相应的改进设计,以使其满足长时间工作的需求。

    海军在X-47B项目下进行了软管加油试验,但是采用的是有人机模拟试飞。空军在2008年进行了独立的试验,采用硬式加油机和有人模拟机,但2008年以后,就未见关于无人机硬式加油的公开报道。

    在综合了隐身?#28034;?#27668;动力学的最新成就后,RQ-180表明?#28034;商?#27979;性仍旧可以应?#28798;?#22914;低频雷达之类的新威胁。该型无人机所采取的技术也将成为研制美国空军远程打击轰炸机(LRS-B)的基础,也将成为B-2和其他远程打击装备的补充。与其前代装备相比,RQ-180表明了在未来作战中,极其?#27735;?#30340;“全能”?#25945;?#23558;被网络化的协同系统?#26131;?#25152;取代。

    文章来源:《武器与装备研究选编》国际防务科技丛书(2015年第5期,总第15期)中国电子科学研究院管理研究中心编译/ 图片来自于原报告或互联网。

    《武器与装备研究选编》

    第一部分:美国航母研究报告

    《武器与装备研究选编》

    第二部分:国外预警机研究报告

    国外预警机研究报告(一):发展历程+预警机地图

    国外预警机研究报告(二):美国E-3系列“望楼”预警机

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