溫杰

從最初醞釀啟動“地平線”計劃到如今成功完成“神經元”計劃，歐洲6國借助于獨立探索積累的豐富經驗，充分發(fā)揮各自的技術優(yōu)勢，在十年時間里集思廣益，歷經了方案評估、精心設計和分工合作的發(fā)展過程，將一個紙上的隱身飛翼概念打造成一個真實的技術驗證平臺。

2015年底，法國防務采購局（DGA）首次對外表示，“神經元”（Neuron）驗證機在試飛期間的各項性能遠遠超出了預期，因此有必要在此基礎上進一步推進相關的研究工作。作為歐洲6國共同研制的一個無人駕駛技術驗證平臺，“神經元”驗證機在成功首飛后，歷時近四年，圓滿完成了各項驗證試飛，標志著以法國為主的歐洲6國攜手躋身于“隱身無人機俱樂部”，為今后打造具有純正歐洲血統(tǒng)的未來空戰(zhàn)系統(tǒng)（FCAS）鋪平了道路。

獨立驗證隱身技術

早在20世紀80年代，美國先后研制和生產出F-117A、B-2和F-22隱身作戰(zhàn)飛機，并從90年代開始著手設計聯(lián)合攻擊戰(zhàn)斗機（JSF），在新一代隱身戰(zhàn)斗機發(fā)展領域一騎絕塵。相比之下，歐洲各國在隱身飛機的設計理念和基礎研究等方面已經遠遠落后，“鷹獅”“陣風”和“臺風”戰(zhàn)斗機之后的歐洲下一代戰(zhàn)斗機何去何從，成為歐洲各國航宇工業(yè)不得不思考的問題。

90年代中期，隨著氣動布局、飛行控制和電子設備等技術的不斷成熟，美國又率先開始探索無人駕駛作戰(zhàn)飛機（UCAV）的概念，隨后重點研究和發(fā)展了一些核心技術。在這樣一種需求和壓力下，法國達索飛機公司從90年代中期開始潛心探索隱身技術，邁出了奮起直追的腳步，并使法國成為了歐洲第一個研究與發(fā)展UCAV技術的國家。

當時，英國BAE系統(tǒng)公司與法國達索飛機公司針對本國空軍的戰(zhàn)略發(fā)展需求，曾經簽訂了一項合作協(xié)議，希望共同研制下一代歐洲戰(zhàn)斗機，以免錯失良機。然而，英國國防部根據(jù)參與JSF計劃時制定的有關合作要求，嚴格禁止本國涉及到低可探測性技術的各家公司與任何一家歐洲航宇公司合作發(fā)展隱身技術。

面對英國國防部在隱身技術方面的嚴格禁令，達索飛機公司開始獨立研究下一代歐洲戰(zhàn)斗機所需關鍵技術，特別將隱身技術作為重中之重。為此，該公司集中了200多名工程師和研究人員，主要通過計算機仿真和風洞試驗，對至關重要的低可探測性技術進行攻關。根據(jù)項目發(fā)展需要，達索飛機公司先后改進和購置了大量研制設備，專門興建了樣機試驗設施。接著，達索飛機公司自行投資啟動了一項UCAV發(fā)展計劃（法文縮寫為LOGIDUC），旨在增強無人機設計能力，掌握相關的核心技術。按照計劃，研制人員開始研制不同縮比尺寸的驗證機，以獲得必要的技術驗證數(shù)據(jù)。

首先問世的是名為“小貓頭鷹”（法文名稱Petit Duc）的AVE-D驗證機。這是一種縮比尺寸的隱身無人機，主要用于試飛驗證隱身和自主飛行等技術，其中D代表了“辨別、判斷”，主要強調避免被雷達探測和識別的低可探測性技術。該機由達索飛機公司與航空設計公司聯(lián)手研制，并于2000年7月18日實現(xiàn)了首次飛行，從而成為了在歐洲上空飛行的第一種隱身無人機。

然而，達索飛機公司對于隱身技術研究一直三緘其口，外界對其工作進展幾乎無從知曉。直到當年10月3日，達索飛機公司才首次對外公開了這一驗證項目，強調在歐洲率先研制出具有低可探測性特征的無人駕駛驗證平臺，充分表明了其在隱身無人機的設計理念和基礎研究等方面取得了顯著進展。

率先突破核心技術

作為一種用于隱身技術和作戰(zhàn)概念的試驗平臺，AVE-D驗證機采用了翼身融合布局，機身平面呈劍頭狀，下表面平整光滑，機身后部安裝有外傾式雙垂尾。整個機翼平面成菱形，垂尾明顯外傾，每側機翼后緣裝有3塊襟副翼，進氣道設計在前機身上部。它采用了可以收放的起落架，可以通過人工操縱，在常規(guī)跑道上起飛和著陸。該機裝有衛(wèi)星導航系統(tǒng)，具有自主飛行能力，也可以在有

人駕駛飛機和地面人員的遙控下飛行。在緊急情況下，AVE-D驗證機可以通過降落傘回收。

AVE-D驗證機的機長2.0米，翼展2.4米。由于采用了先進的復合材料制造，它的空重只有35千克，加滿燃油后的最大起飛重量為60千克。在首飛期間，該機的飛行速度達到250千米/時，航程為150千米。

AVE-D驗證機是達索飛機公司的第一個無人機項目，也是歐洲的第一種隱身無人機。一系列測試表明，AVE-D驗證機具有全方向的低可探測性能，雷達反射截面積只相當于一只麻雀的大小，證明達索飛機公司已經掌握了隱身技術。之后，該公司開始考慮從不同方向發(fā)展全新的空戰(zhàn)平臺，其中一種方案是UCAV，尺寸約為“陣風”戰(zhàn)斗機的80%，另一種是有人駕駛的隱身戰(zhàn)斗機，將與“陣風”混合編隊，在復雜的電磁環(huán)境中作戰(zhàn)。

達索飛機公司希望利用AVE-D驗證機獲得數(shù)據(jù)，提交給法國DGA，以便尋求到軍方投資，進一步研制其各種無人機概念。為此，達索飛機公司制訂了一個內容廣泛的無人機驗證計劃，如“角梟”（法文名稱Moyen Due）戰(zhàn)術無人機和“歐洲巨雕”（法文名稱Grande Due）長航時無人機。其中，優(yōu)先考慮發(fā)展UCAV的一些關鍵技術，涉及到低可探測性布局、飛行控制、武器發(fā)射和空域管理等方面。

在LOGIDUC計劃的第二階段，達索飛機公司為了進一步增強AVE-D驗證機的隱身性能，開始考慮取消它的雙垂尾，采用飛翼式氣動布局。然而，達索飛機公司幾乎從未涉足過飛翼布局的設計工作，在飛翼式無人機飛行控制系統(tǒng)設計中缺乏必要的技術儲備，更談不上足夠的經驗。為此，研制團隊專門制造了一架AVE-C驗證機，其中C代表了“控制”，旨在不斷發(fā)展和成熟有關飛控系統(tǒng)的各項技術。2003年6月12日，AVE-C驗證機完成首飛。

在LOGIDUC計劃的第三階段，研制人員重新設計了AVE-D驗證機的氣動翼面。該機更換了機翼的外翼段，采用了翼展更大的梯形機翼，同時在外翼后緣設計了副翼和一些輔助控制面，以提高操縱控制性能。出于穩(wěn)妥考慮，該機仍然保留了傾斜雙垂尾的設計，但并未采用方向舵，表明橫向穩(wěn)定性能已經接近飛翼式無人機的要求。2008年6月30日，AVE-D驗證機在法國圖勒附近完成了首次全自主驗證飛行，標志著達索飛機公司在無人機自主飛行技術領域邁出了至關重要的一步，極大地推動了“神經元”驗證機自主飛行技術的順利發(fā)展。

積極倡導合作計劃

AVE-D驗證機的突然曝光，可謂是一石二鳥。達索飛機公司率先打破了美、英的技術封鎖，掌握了未來戰(zhàn)斗機最為關鍵的隱身技術，令其競爭對手大吃一驚。同時，達索飛機公司凸顯出作為歐洲航宇工業(yè)主導的技術實力和主觀愿望，為進一步聯(lián)合發(fā)展新型空戰(zhàn)平臺奠定了基礎。此后，達索飛機公司開始積極關注未來戰(zhàn)斗機的發(fā)展途徑，強烈呼吁歐洲主要軍用飛機承包商共同研制歐洲的新一代戰(zhàn)斗機，并提出和參與了多項研究計劃。

2001年6月，歐洲各國在第44屆巴黎航展上開始醞釀共同研制歐洲新一代戰(zhàn)斗機的有關計劃，希望盡可能地尋找到一種合適的合作模式。此后不久，法國、德國、英國、意大利、西班牙和瑞典等6國先后啟動了“未來歐洲空戰(zhàn)系統(tǒng)”（SCAFE）計劃，全面研究了歐洲在2020年以后的未來空戰(zhàn)系統(tǒng)，重點關注未來應該優(yōu)先發(fā)展的關鍵技術，并確定了各種空戰(zhàn)平臺的類型，其中UCAV位列其中。

在此基礎上，6個國家的國防部長在2002年11月19日簽署了一項“歐洲技術采辦計劃”（ETAP）諒解備忘錄，宣布將聯(lián)合發(fā)展2020年各國所需的未來空戰(zhàn)系統(tǒng)及關鍵技術。該計劃實際上是一份技術菜單，各家公司可以根據(jù)自身的特長選擇相關的技術研究項目，同時了解其他公司的技術研究內容和進展情況。對此，法國建議將無人戰(zhàn)斗機作為ETAP的發(fā)展核心，但英國國防部此時已經在秘密發(fā)展UCAV關鍵技術，對此表示出強烈反對，雄心勃勃的ETAP名存實亡。

面對難以彌合的分歧，法國人再次顯示出當年獨自研發(fā)“陣風”戰(zhàn)斗機的決心和魄力。2003年6月，法國國防部長米切爾·阿里奧·瑪麗在巴黎航展上宣布，為了保持法國在防務領域研究的領先地位，適應未來歐洲防務的需要，法國決定研制一種UCAV驗證平臺。不久，法國國防部正式宣布了“地平線”計劃，著手設計和研制一種技術驗證機，并樂觀地將首飛時間定在了2008年。

法國實施這項計劃的目的，是掌握未來研制下一代戰(zhàn)斗機所需的尖端技術，為2020年以后歐洲研制新型有人駕駛戰(zhàn)斗機或UCAV做好技術儲備。為此，法國政府將按照新型的國家與企業(yè)合作關系來組織實施這個項目。整個計劃由DGA管理，達索飛機公司作為主承包商牽頭實施，泰利斯公司為主要的子承包商參與合作。當時初步估計，這項驗證計劃需要投資3.4億美元。

然而，發(fā)展UCAV需要花費相當長的研制時間，必須投入相當大的財力才能完成設計和試制過程，而且減小雷達和紅外信號特征必須采用各種新技術，這在一定程度上又增加了研制時間和成本。面對巨額投資可能存在的風險，DGA經過審慎評估，認為僅憑一國之力難以如期打造出新一代空戰(zhàn)平臺。

于是，法國決定積極吸引各國參與合作，嘗試充分利用各國有限的國防投入，在UCAV領域發(fā)展歐洲的自主技術，并確定主要的作戰(zhàn)需求，開拓出一條切實可行的發(fā)展途徑。這一決定得到了大多數(shù)歐洲國家的響應，在不到兩年時間里，先后有瑞典、希臘、意大利、西班牙和瑞士等國的航宇公司表示出參與研制UCAV的意愿。其中，瑞典的薩伯公司通過潛心探索UCAV相關技術，在后來的“神經元”計劃中扮演了十分重要的角色。

潛心研究自主飛行

作為一個有著70多年歷史的世界級知名企業(yè)，薩伯公司長期以來一直從事著固定翼飛機的研制和生產，以“鷹獅”為代表的各型作戰(zhàn)飛機聞名遐邇，享譽世界。隨著UCAV蓬勃興起，薩伯公司在90年代末期開始從事無人機關鍵技術的驗證和發(fā)展工作，先后通過“瑞典尖端研究布局”（SHARC）項目和“創(chuàng)新的低可探測性無人駕駛飛行平臺”（FILUR）計劃陸續(xù)掌握了無人機自主飛行和隱身設計的核心技術。

早在20世紀90年代后期，薩伯公司的“未來項目和技術”部門開始涉足UCAV技術領域的研究。1998年，薩伯公司在“國家航空研究計劃”（NFFP）框架內著手無人機的研制工作，目的是在低成本前提下，研究UCAV完成攻擊任務所需的隱身構型。當年4月～7月，薩伯公司在方案設計階段先后提出了9種不同的氣動布局，分別代表了不同的結構理念。

此后，經過近一年的不斷優(yōu)化和篩選，薩伯公司最終選擇了一種機翼、平尾和雙垂尾的常規(guī)布局，并直接將其用于SHARC驗證機。1999年3月，SHARC風洞模型開始在瑞典航空研究院的低速風洞中進行了一系列吹風試驗，同時還實施了內部武器艙掛裝各型武器的測試。2000年9月，這個項目在T1500風洞內進行了試驗，目的是確定飛行包線的范圍。次年，薩伯公司正式開始研制一種縮比驗證機。

SHARC驗證機體現(xiàn)了較為保守的布局設計。它采用了類似沖浪板的機身，具有良好的升力效應，小后掠角機翼和全翼展襟副翼確保了良好的氣動性能，同時采用了全動式水平尾翼和外傾式雙垂尾，垂尾后緣有全展長方向舵。動力裝置采用了荷蘭AMT公司的“奧林匹斯”發(fā)動機，推力0.2千牛，安裝在機體后部。SHARC驗證機的起飛重量50千克，機長2.5米，翼展長2.1米，艙內容積較大，可裝載大量傳感器設備，也可配備武器系統(tǒng)，因此既可用于偵察和監(jiān)視，也可作為UCAV。

2002年2月11日，SHARC驗證機秘密進行了首次飛行。薩伯公司根據(jù)試驗需要，先后制造了4架布局結構基本相同的SHARC驗證機，分別編號為BS001、BS002和BT001、BT002。研制人員在這些驗證機內安裝了新的航空電子設備，使其能夠預編程自主飛行，在網(wǎng)絡中心傳感器使用中扮演主要角色。2003年初在瑞典北部上空進行的一次能力演示中，一架SHARC驗證機在飛行中獲得視頻圖像，通過壓縮和加密，經下行鏈路，從2000千米高空下傳到林徹平，在地面站內幾乎可以看到實時圖像。

2004年8月25日，薩伯公司在維德塞爾試驗基地首次實施了SHARC驗證機的完全自主飛行試驗。在沒有飛行員協(xié)助的情況下，SHARC驗證機完全按照預定程序進行了起飛，并利用無線電高度表和差分全球定位系統(tǒng)，成功地完成了自主飛行和準確著陸。這一重要里程碑的意義在于，明顯降低了UCAV研制風險，可以在黃昏和黑暗中實現(xiàn)著陸，為戰(zhàn)術使用奠定了基礎。由此，薩伯公司也成為能夠實施無人機完全自主飛行的少數(shù)幾家公司之一。

秘密試飛縮比模型

與此同時，薩伯公司與瑞典防務裝備管理局（FMV）經過充分論證之后，在2000年底發(fā)起了FILUR計劃，主要目標是驗證低可探測性技術在戰(zhàn)斗機上的重要作用，為未來航空系統(tǒng)和空中監(jiān)視系統(tǒng)的隱身需求積累研究經驗。

2001年，薩伯公司制定了項目的設計要求，重點研究雷達和紅外型號的低可探測性技術，并率先開始了飛行控制系統(tǒng)的研究。在2002年期間，研制項目組的規(guī)模進一步擴大，F(xiàn)MV和沃爾沃航空公司先后參與其中，實施了一項可行性研究，提出了一種隱身飛行器概念。到2005年初，這個項目進入了第四階段，開始評估FILUR驗證機的航空電子設備和控制系統(tǒng)。

與SHARC驗證機的設計完全不同，F(xiàn)ILUR驗證機在總體布局上更加強調外形隱身，并采用了吸波結構材料，以便可以在戰(zhàn)術使用的各個階段，保持一種非常低的雷達反射截面積。該驗證機最初設想采用類似B-2轟炸機的飛翼布局，但由于在飛行控制方面缺少豐富的經驗和有效的技術，最終還是在飛翼上加裝了垂尾。這架驗證機的翼展2.5米，機長2.2米，最大重量約55千克，最大飛行速度超過250千米/時。

FILUR驗證機采用翼身融合體設計，具有大后掠前緣，機身和機翼的后緣呈W形，分別對應平行于前緣。較長的機翼延伸段，可以有效地提供升力，有利于實現(xiàn)更大的續(xù)航能力。機翼后緣分別設計了襟翼和副翼，并在相鄰的機身后部設計有機身襟翼。兩個面積不大的垂尾安裝在機身尾部的懸臂結構上，內傾遮蔽著尾噴口。

這架驗證機采用上方埋入式進氣道。粗略看來，機身前部正上方的進氣口形類似于菱形，然而，仔細分辨可以看出，真正的進氣口截面為三角形。原因在于，進氣口前部大面積采用了新型吸波材料，造成了視覺上的差異。此外，該機還設計有一個內部武器艙。

從結構設計上看，該驗證機的機身上部為一塊復合材料制造的整體蒙皮結構，直接固定在機身上。值得注意的是，進氣口前部區(qū)域有兩根金屬支架，目的似乎是支撐上部蒙皮，這也反映出驗證機的因陋就簡，盡管會影響進入發(fā)動機的空氣流動。

FILUR驗證機的研制工作一直在高度保密的狀態(tài)下進行，于2005年10月10日在維德塞爾試驗基地首飛成功。隨后，薩伯公司繼續(xù)從事FILUR驗證機的一系列試飛工作，從中積累了豐富的研制經驗，其后用于“神經元”驗證機的設計中。

阿萊尼亞不甘落伍

作為亞平寧半島航空工業(yè)領域的旗手，芬梅卡尼卡集團旗下的阿萊尼亞公司在世界無人機領域迅猛發(fā)展的大潮中并未袖手旁觀，而是通過潛心研究一些關鍵技術，陸續(xù)研制和發(fā)展出具有一流水準的無人駕駛驗證機，逐步在UCAV領域占有一席之地。從悄無聲息地將Sky-X驗證機送上了天空，成為歐洲第一種超過1噸的無人機，到當仁不讓地完成Sky-Y驗證機持續(xù)8小時的試飛，成為目前續(xù)航時間最長的歐洲無人機，直至在歐洲6國的“神經元”計劃中扮演重要角色，阿萊尼亞公司始終站在歐洲無人機研制與發(fā)展領域的最前沿。

在當時情況下，歐洲的航空工業(yè)并未像美國一樣具有先行發(fā)展驗證機的傳統(tǒng)，而且歐洲的研究與發(fā)展項目通常涉及多種因素，一般需要花費10年甚至更多的時間才能有所進展。因此，阿萊尼亞公司嘗試采用一種快速設計和研制的方式來生產原型，不只是制造一種新產品，而且還在摸索一種更加高效的快速原型制造技術，并希望能夠對未來的研制計劃產生廣泛影響。

借助于快速原型制造技術，阿萊尼亞公司在短短的20個月時間內就完成了Sky-X驗證機的先期研制工作和飛行試驗準備。與早期模型相比，Sky-X驗證機在機身形狀、機翼位置和發(fā)動機艙等設計方面出現(xiàn)了明顯變化，進一步提高了隱身能力。它采用了后掠翼，機身兩側可以設計為平面外形，發(fā)動機艙安裝于機身上方，最大限度地減小了雷達反射截面積。大面積的V形雙垂尾有意遮擋住發(fā)動機尾噴口，大大減少了紅外輻射，全長方向舵兼具控制俯仰操縱的作用。

Sky-X驗證機采用模塊化設計，機翼和垂尾可以方便地拆卸和更換。目前，該機的機翼采用后掠翼設計，具備較好的短距起降性能，目的是滿足從意大利撒丁島薩爾托·第奎拉軍用靶場的有限長度跑道上起飛的要求。根據(jù)不同的任務需求，該機可以改裝為三角翼布局，優(yōu)化發(fā)展出不同用途的系列型號，從而大大節(jié)省研制費用。

2005年5月29日，Sky-X驗證機在瑞典的維德塞爾空軍基地實現(xiàn)了首次飛行。隨著Sky-X項目的穩(wěn)步進展，阿萊尼亞公司在UCAV關鍵技術方面掌握了越來越豐富的經驗，并在2007年初開始論證一種無尾三角翼UCAV的可行性。從公布的設計方案來看，這種UCAV的基本設計方案以Sky-X驗證機為基礎，主要不同之處是取消了雙垂尾、機身更加扁平、發(fā)動機艙安裝在后機身內，目的是進一步減小雷達反射截面積。該公司希望借此突破低可探測性和飛控系統(tǒng)的瓶頸，以便在時機成熟之際啟動一項全尺寸UCAV研制計劃。

這些獨立研制和探索工作為阿萊尼亞公司參加歐洲6國合作研制“神經元”計劃奠定了基礎。2003年6月，當法國國防部在巴黎航展上正式宣布了“地平線”計劃后，意大利很快對聯(lián)合研制UCAV技術驗證機產生了濃厚興趣，并就有關事宜進行了初步協(xié)商。 （未完待續(xù)）