復合式無人機與高速直升機的發展歷程有許多相似之處,最初都是因技術等原因中止開發,但后來又因作戰需求而“復興”。
在前不久舉行的柏林航展上,一架頗具科幻感的無人機模型吸引了參觀者的注意:在它平直的固定翼上,出現了兩具巨大的旋翼,使其如同直升機和固定翼飛機的混合體。
這就是德國萊茵金屬機載系統公司(RAS)推出的X1新型復合式無人機。該機由RAS和瑞士無人機公司聯合研制,目前仍處于概念研發階段,但RAS稱,它將集成直升機和固定翼飛機的優點,能夠執行多種作戰任務。
或許,這種“混血”式的新型飛機,恰恰代表了無人機未來的發展方向。
大膽而創新的設計
RAS并未公布該機的實際尺寸和具體技術參數,但根據公開的圖片資料可以看到它在設計方面有眾多創新之處。
從外形上看,X1的機頭和機身棱角分明,均采用了隱身設計,具有一定的雷達隱身能力。
在氣動布局設計上,該機的主翼采用了固定翼無人機傳統的平直翼。這種翼型的優勢在于,飛行穩定性較好,在為機體提供足夠升力的同時還能降低油耗。
該機垂尾設計較為新穎,采用了在無人機上不常見的T型垂尾。這種設計,通常為大型運輸機所采用,它可增大平尾力臂,提高操縱效率,缺點則是會產生較大的雷達反射截面,降低全機的隱身性能。據推測,X1采用T型垂尾,很可能是為了增強該機在高速飛行時的操縱性。
X1的動力系統也頗具特色。其左右主翼的翼尖上部都配置了三葉旋翼,用于在垂直起降和平飛時提供主要動力。此外,該機還在機尾增加了一具小型推進螺旋槳,可以進一步提高最大平飛速度。
這種動力配置方式和美國的X-2高速試驗直升機有點類似,但在無人機領域還屬首創。X-2目前是世界上飛行速度最快的直升機,它的最大平飛速度為481千米/小時,是美軍現役“黑鷹”運輸直升機的2倍,“阿帕奇”武裝直升機的1.5倍。據此來看,X1的平飛速度將超過美國的MQ-8“火力偵察兵”、瑞士的V-200等現役無人機。
偵察系統方面,X1的機身下裝有一個傳感器轉塔,可以搭載多種光電、紅外和微光傳感器。在換裝更高性能傳感器后,該機應具備較強的對地、對海監視能力。
RAS公布的資料顯示,X1還可以作為艦載無人機部署到各型戰艦上,與艦載有人直升機相比,X1將具備更快的飛行速度以及更大的航程。
夭折的“先驅者”
其實,X1并非世界上首款復合式無人機。早在上世紀90年代,美國就已經開展了相關技術的研究,并于1993年啟動了“鷹眼”傾轉旋翼無人機研發計劃。所謂傾轉旋翼機,就是將固定翼飛機和直升機的特點“合二為一”。
“鷹眼”由貝爾公司研制,外形酷似“縮小版”的V-22“魚鷹”傾轉旋翼機。“鷹眼”原型機于1998年3月6日首飛。美國海岸警衛隊曾于2002年計劃訂購該型機,但后因資金原因取消了訂單,該機的開發計劃因此中止。雖然最終未能投入量產,但“鷹眼”已成為復合式無人機這一新領域的“先行者”。
另一種復合式無人機是波音公司的X-50A“蜻蜓”鴨式旋翼/機翼無人機。該機最初由美國國防部先進研究計劃局(以下簡稱DARPA)提出,由波音公司負責制造。該機最大的特點就是其旋翼系統采用了不同于普通直升機的寬旋翼。
在垂直起降階段,寬旋翼負責提供升力,轉入水平飛行后,旋翼被鎖定在機身上,成為固定機翼,從而使“蜻蜓”既具備直升機的垂直起降和空中懸停能力,又能像固定翼飛機一樣高速巡航飛行。這種起降方式在2000年的科幻電影《第六日》中就能看到,片中出現的科幻飛機的原型就是“蜻蜓”無人機。
“蜻蜓”于2003年11月24日首飛,但在隨后3年的試飛過程中,兩架原型機不僅均未能成功地從“過渡飛行”狀態轉換到平飛狀態,而且還先后因技術故障墜毀。2006年9月,DARPA終止了該項目的開發。盡管“蜻蜓”最終未能投入實用,但還是為日后復合式無人機的進一步發展積累了經驗。
與高速直升機的發展歷程相似
盡管上述兩種復合式無人機的研發都以失敗而告終,但X1的問世證明,復合式無人機仍被寄予厚望。
回顧歷史,復合式無人機與高速直升機的發展歷程有許多相似之處,最初都是因技術等原因中止開發,但后來又因作戰需求而“復興”。
例如,美國于上世紀60年代研制的AH-56“夏延”高速武裝直升機,當時393千米/小時的最大平飛速度超過了其他所有直升機,但卻因肩扛式防空導彈的出現以及美軍戰術需求的變化而未能實現量產。40多年后,高速直升機概念再度興起,美國的X-2高速試驗直升機和歐洲的X-3高速驗證直升機就是這次“復興”的產物。
當年,美軍曾渴望能獲得一種兼具固定翼飛機和直升機優點的新機型,正是在這種作戰需求的帶動下,V-22“魚鷹”傾轉旋翼機橫空出世,盡管仍存在一些問題,但它已經填補了固定翼飛機和直升機之間的“空白”。同樣地,具備相同特點的無人機現在也成為無人機發展的一大趨勢,雖然曾經歷過波折,但這次X1的亮相,或將成為復合式無人機“復興”的標志。