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在风起云涌的欧洲UCAV验证机发展浪潮中,意大利航宇工业尽管研制和生产的实力相对有限,但也不甘静观等待,而是积极着手研究相关技术。作为世界上著名的航空航天公司之一,阿莱尼亚公司拥有非常先进的工程、制造和试验设施,正在通过发展具有尖端技术的无人驾驶飞行器,力求在UCAV领域占有一席之地。2005年6月,阿莱尼亚公司在巴黎航展上推出了自行研制的Sky-X验证机,一时间引起了不小的轰动,这时外界才开始关注Sky-X验证机的研制发展和技术特点。
总体设计
早在2002年10月,意大利阿莱尼亚公司自行投资3060万美元,正式启动了Sky-X验证机项目,目的是试验UCAV所需的各种先进技术。时隔不到一年,阿莱尼亚公司就在2003年6月举行的巴黎航展上展出了一架Sky-X验证机的模型,但当时并未引起人们太多注意。
由于充分利用了快速原型制造技术,阿莱尼亚公司在短短的20个月时间内,就完成了先期研制工作和飞行试验准备。根据原计划,飞行试验准备在2004年6月进行。然而,在无人机方兴未艾的背景下,设计人员决定推迟首飞时间,转而制造一种尺寸更大、隐身更好的构型。为此,阿莱尼亚公司还着手研究隐身材料,包括采用玻璃纤维和碳纤维、涂层等措施,以增强低可探测性水平。
与早期模型相比,Sky-X验证机在机身形状、机翼位置和发动机舱等设计方面出现了细微变化,进一步提高了隐身能力。机身两侧修形为平面,发动机舱安装于机身上方,最大限度地减小了雷达反射截面积。大面积的V形双垂尾有意遮挡住发动机尾喷口,大大减少了红外辐射,全长方向舵兼具控制俯仰操纵的作用。随着飞控系统的不断改进,Sky-X验证机还有可能取消双垂尾,发动机舱融合到机身内,这样将会进一步减小雷达反射截面积。
Sky-X验证机机长6.84米,翼展5.74米。它可以携带200千克的技术载荷,最大起飞重量1200千克,最大机动过载可达5g。它采用一台斯奈克玛公司的TRl60-5/268涡喷发动机,最大速度可达815千米/小时,巡航速度482千米/小时,升限可以达到10000米,航程超过180千米。
Sky-X采用模块化设计,机翼和垂尾可以方便地拆卸和更换。目前,该机的机翼采用后掠翼设计,具备较好的短距起降性能,目的是满足从意大利撒丁岛萨尔托·第奎拉军用靶场长度有限的跑道上起飞的要求。根据不同的任务需求,该机可以设计改装为三角翼布局,优化发展出不同用途的系列型号。
实现首飞
随着构型设计的逐步完成,阿莱尼亚公司一直在为Sky-X验证机寻求一种成熟的飞行控制系统,尽可能地考虑采用商用成品型号。2004年4月,阿菜尼亚公司与美国的雅典娜公司签署合同,采用其设计的“导航星”飞控系统。
针对Sky-X验证机的要求,雅典娜公司提供了GS311型产品,可以提供无人机控制所需的检测、处理、输入和输出等能力。GS-311型包括内嵌式任务管理和导航软件的综合飞行控制硬件,重量2.09千克,为更加复杂的任务和载荷管理、各种模拟装置和数字式输入输出设备提供了更强的数据处理功能。
阿莱尼亚公司之所以选择导航星飞行控制系统,主要考虑到它的先进1哇能经过了充分验证。GS-311飞控系统已经证明了在UAV应用方面的价值,这对雅典娜公司来说是一个重要的机会,通过阿莱尼亚公司的未来计划在欧洲和国际无人机市场上建立重要的联系。
几乎就在同一时间,阿莱尼亚公司与意大利国内有关院校在人工智能领域紧密合作,探索无人机采用人工智能的各种途径。同时,阿莱尼亚公司还与意大利宇航研究中心合作。后者有自己的无人机计划,已经在从事UAV自主着陆研究,现在开始转向UAV样机飞行中改变飞行路线的研究,并且具有“探测、感知和规避”功能,从而可以躲避着陆和飞行中的各种障碍。阿莱尼亚公司希望这些技术可以允许UCAV在飞行中自主作出更多的决定,这样可以有效地减少在敌方空域的通信,以免被发现、跟踪或击落。
2005年5月29日,Sky-X验证机在瑞典的维德塞尔空军基地实现了首飞。在该基地距离跑道大约3500米远的地面控制站内,阿莱尼亚公司的试飞员恩里科·斯卡博托进行实时操纵,Sky-X验证机以222千米/小时的速度从跑道上顺利起飞。在20分钟首飞期间,该机按预定的飞行路线飞行,测试了主要系统和发动机性能,检验操纵和飞行控制特性及起降稳定性,搜集了机载数据链传回的数据和图像,最后以204千米/小时的速度着陆。
成功首飞后,Sky-X验证机又经过20多次测试飞行,但由于具有相对有限的自主性,所以仍然由地面试飞员遥控。2005年底,阿莱尼亚公司顺利地完成了该机的第一阶段飞行包线扩展计划,飞行品质满足了设计要求,接下来将安装各种载荷。
寻求空域
从2006年开始,Sky-X验证机开始携带各种类型的任务载荷进行试飞。借助于采用模块结构和开放式结构,该机将具有许多功能。它可以配备摄像机、红外传感器和雷达等模块,用作传统的侦察和监视无人机,也能够安装携带攻击性空对地武器的模块,有效载荷为2枚小直径炸弹,执行攻击作战任务。
然而此时,阿莱尼亚公司在Sky-X验证机试飞地点的选择方面却面临着前所未有的尴尬局面,为此花费了很大精力。意大利立法部门已经批准了UAV可以在民用空域内飞行,但是类似Sky-X之类的试验型无人机仍将在试验基地内飞行。
早在两年前,当Sky-X验证机试飞计划初步确定的时候,意大利萨尔托·第奎拉军用靶场就成为试飞的首选地点。这个靶场拥有监控无人机飞行所需的雷达和传感器,但缺乏足够长距离的跑道,此前只是先后实施过利用斜板发射的“米拉奇”(Mirach)无人机,“游隼”(Falco)无人机在2004年从较短的简易跑道上起飞过。为此,Sky-X验证机的首飞不得不另选地点,最后在瑞典的维德塞尔基地进行。
为了彻底解决这种被动局面,意大利空军开始考虑在萨尔托·第奎拉靶场建造一条长1700~1800米、宽30米的新型简易跑道。2005年8月,意大利空军批准了相关的投资,但是还在等待地方当局的批准,计划从2005年11月开始建设,到2006年夏末完成。
由于无法继续等到新跑道的投入使用,阿莱尼亚公司开始在全世界寻找可用于Sky-X验证机试飞的地方。2005年8月,该公司与雅克夫列夫公司签署协议,计划利用俄罗斯的试验场进行试飞,此后还获得了达索公司的同意,可以在法国的Istres基地实施,阿莱尼亚公司也考虑过南非等其它国家的试验基地。
参与合作
随着Sky-X验证机试飞工作的持续进展,阿莱尼亚公司在UCAV关键技术方面掌握了越来越丰富的经验,为参加欧洲合作研制“神经元”计划奠定了基础。阿菜尼亚公司在与达索公司谈判中,要求在“神经元”计划中承担不低于萨伯公司所承担的7500万欧元的投资,并寻求从事机翼的制造工作。然而,达索公司已经将这份工作分配给了西班牙的航空制造股份有限公司(CASA),为此,决定向阿莱尼亚公司提供武器系统和电气系统方面的工作。但阿莱尼亚公司还希望从事前机身和中机身的制造工作。
阿菜尼亚公司表示,在参加“神经元”计划的同时,将继续研制Sky-X验证机,相信这个领域内有一个尺寸和重量的范围,涉及到UCAV的低端,可能用于承担侦察任务。今后,该公司打算利用Sky-X验证机的模块化设计,不断增强其性能和用途。从最初描述的一架UCAV验证机,到现在被称作UAV验证机,尽管只有一字之差,表明该公司正在对Sky-X进行更加广泛的定义,目前已经将对地观察、监视、侦察和对地攻击作为其可能承担的任务。
为此,2006年4月底,阿莱尼亚公司和意大利航宇研究中心签署为期三年的合作协议,研制无人机控制系统、任务管理软件和先进材料,并草拟了联合技术发展计划。主要目标是针对UAV从起飞到着陆的所有任务阶段,发展一种更强的自主决策能力。
协议将关注意大利航宇研究中心从事的研究和试验,而阿莱尼亚公司集中于各种应用和工业方面。在材料领域,将有一个联合研究和发展计划,包括增强性能、减少成本和延长使用寿命。协议有可能再延长三年,提供给两家机构之间的信息交换和技术交流。
可以看出,继达索公司的AVE验证机、萨伯公司的SHARC验证机先后升空之后,阿莱尼亚公司悄无声息地将欧洲第一种超过1000千克的Sky-X验证机送上了天空,凸显出在无人机方面的技术实力。在7月中旬开幕的范堡罗航展上,Sky-X验证机再次公开亮相,并将在欧洲六国合作发展的“神经元”计划中扮演极其重要的角色。