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講武談兵|“暗劍”之刃:解剖世界首款空戰(zhàn)無(wú)人機(jī)
近日,一張由沈陽(yáng)飛機(jī)設(shè)計(jì)研究所研發(fā)的“暗劍”無(wú)人戰(zhàn)斗機(jī)全尺寸樣機(jī)的圖片出現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)上,不僅在國(guó)內(nèi)媒體引起了巨大的轟動(dòng),許多國(guó)外著名防務(wù)智庫(kù),如英國(guó)簡(jiǎn)氏防務(wù)等也在其網(wǎng)站上予以報(bào)道?!逗?jiǎn)氏防務(wù)周刊》網(wǎng)報(bào)道稱,“暗劍”無(wú)人機(jī)被認(rèn)為是高機(jī)動(dòng)、超音速的無(wú)人空中優(yōu)勢(shì)戰(zhàn)斗機(jī)或縱深打擊平臺(tái)。

事實(shí)上,“暗劍”無(wú)人戰(zhàn)斗機(jī)的小比例模型早在2006年珠海航展上就曾經(jīng)首次公開亮相。當(dāng)時(shí),該機(jī)也確實(shí)受到了各方的關(guān)注。不過(guò),在珠海航展這樣主要以外貿(mào)出口為主的場(chǎng)合亮相,當(dāng)時(shí)外界多認(rèn)為該機(jī)只是中航工業(yè)的一種未來(lái)概念設(shè)計(jì),未必會(huì)真正作為一個(gè)型號(hào)投入大量人力物力進(jìn)行研發(fā)。
如今,隨著“暗劍”無(wú)人戰(zhàn)斗機(jī)全尺寸樣機(jī)的公開,世界上第一種很明顯以空戰(zhàn)為主要設(shè)計(jì)目標(biāo)的無(wú)人戰(zhàn)斗機(jī),正在一步步地成為現(xiàn)實(shí)。
“暗劍”無(wú)人機(jī)設(shè)計(jì)分析
從目前公開圖片上所展示的“暗劍”無(wú)人戰(zhàn)斗機(jī)全尺寸樣機(jī)外形來(lái)看,與此前珠海航展上公開的模型大致相同。不過(guò),2006年到2018年,是中國(guó)航空工業(yè)研發(fā)實(shí)力快速發(fā)展的十余年,這必然使得該機(jī)能夠應(yīng)用很多最新的技術(shù)成果。比如,在這架全尺寸樣機(jī)的進(jìn)氣道設(shè)計(jì)上就可以看到DSI技術(shù),而在主起落架艙門的邊緣也采用了有利于隱身的鋸齒設(shè)計(jì)。
從“暗劍”無(wú)人機(jī)的總體設(shè)計(jì)來(lái)看,中航工業(yè)的科研人員則在努力為其找到一個(gè)兼顧機(jī)動(dòng)性能與隱身性能的方案。比如,該型無(wú)人機(jī)所采用的前掠式DSI進(jìn)氣道、折線機(jī)身、傾斜雙垂尾等,都屬于標(biāo)志性的隱身設(shè)計(jì)方案。另一方面,“暗劍”無(wú)人機(jī)又很突出機(jī)動(dòng)性能,如伸縮前翼、雙腹鰭、大角度后掠翼等。同時(shí),該型無(wú)人機(jī)所采用的大三角形升力體機(jī)體設(shè)計(jì)還能擁有很好的超音速飛行特性,并且為裝載更多燃料提供了更大的內(nèi)部空間。因此,在該型無(wú)人機(jī)的設(shè)計(jì)要求中也必然有超音速巡航和較大作戰(zhàn)半徑的要求。其實(shí),在“暗劍”無(wú)人機(jī)身上,我們可以看到很多蘇-27/殲-11設(shè)計(jì)的痕跡,比如升力體機(jī)身、機(jī)腹進(jìn)氣道、后掠機(jī)翼以及機(jī)背的大型減速板等??紤]到沈陽(yáng)飛機(jī)設(shè)計(jì)研究所本身就是殲-11系列戰(zhàn)機(jī)的主要研發(fā)單位,這一做法也是很自然的事情。
不過(guò),也正因?yàn)椤鞍祫Α睙o(wú)人機(jī)追求隱身、機(jī)動(dòng)、超音速以及航程幾方面性能的全面平衡,所以單就隱身性能而言,該機(jī)可能要弱于國(guó)內(nèi)外采用完全飛翼布局的其他型號(hào)無(wú)人機(jī)。但是,從制空戰(zhàn)斗機(jī)的設(shè)計(jì)角度而言,更完美的平衡性往往比某一方面更為突出的性能還要重要得多。這也是當(dāng)年美國(guó)空軍ATF項(xiàng)目競(jìng)標(biāo)中,諾·格公司團(tuán)隊(duì)YF-23惜敗于洛·馬公司團(tuán)隊(duì)YF-22的重要原因之一。

除了氣動(dòng)布局,該機(jī)外形尺寸的確定也很關(guān)鍵。此前,通過(guò)小比例模型,我們很難判斷該型無(wú)人機(jī)的尺寸大小。而通過(guò)此次公開的圖片,可以推測(cè)“暗劍”無(wú)人機(jī)的全長(zhǎng)應(yīng)該在13米左右,基本上類似于一架有人駕駛輕型戰(zhàn)斗機(jī)。參照國(guó)產(chǎn)“梟龍”戰(zhàn)機(jī),“暗劍”無(wú)人機(jī)空重應(yīng)該在7噸以內(nèi),最大起飛重量大于12噸。在保證機(jī)內(nèi)燃料能滿足1000公里左右作戰(zhàn)半徑的前提下,“暗劍”無(wú)人機(jī)的載彈量應(yīng)該在1-1.5噸左右。
“暗劍”無(wú)人機(jī)采用的是單發(fā)設(shè)計(jì),若要滿足如此大的作戰(zhàn)半徑以及超音速巡航要求,其裝備的應(yīng)該是為殲-20隱身戰(zhàn)機(jī)配套研發(fā)的WS-15大推力渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)。不過(guò),在WS-15大推力渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)目前還沒(méi)有達(dá)到批量生產(chǎn)和裝備的情況下,“暗劍”無(wú)人機(jī)可能會(huì)首先裝備WS-10“太行”渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的改進(jìn)型,也就是之前我們看到的殲-20以及殲-10B所換裝的那款隱身版矢量推力發(fā)動(dòng)機(jī)。這樣,“暗劍”無(wú)人機(jī)憑借前翼、主機(jī)翼的機(jī)動(dòng)襟翼、垂尾、一體化平尾、腹鰭等氣動(dòng)翼面,再加上矢量推力發(fā)動(dòng)機(jī),以及在擺脫飛行員人體限制后能做大過(guò)載機(jī)動(dòng)動(dòng)作的能力,其在近距離格斗中的機(jī)動(dòng)性能很可能會(huì)秒殺目前以及未來(lái)短期內(nèi)任何一種有人駕駛戰(zhàn)機(jī)。
“暗劍”無(wú)人機(jī)由于采用的是隱身設(shè)計(jì),那么其機(jī)載制導(dǎo)彈藥一定是掛載于內(nèi)置彈艙內(nèi)的。從該機(jī)的機(jī)腹進(jìn)氣布局來(lái)分析,在采用S形進(jìn)氣道的前提下,機(jī)腹部位可以為安放內(nèi)置彈艙提供一定的空間。從該機(jī)的外形尺寸判斷,其機(jī)腹彈艙的空間至少可以掛載4枚霹靂-15中遠(yuǎn)程空空導(dǎo)彈,可以滿足其作戰(zhàn)需要。另外,“暗劍”無(wú)人機(jī)應(yīng)該不會(huì)配備機(jī)炮作為固定機(jī)載武器,其近距格斗空戰(zhàn)主要依靠的應(yīng)該是霹靂-10空空導(dǎo)彈。
人工智能系統(tǒng)的革命
除了在硬件方面的出色設(shè)計(jì),“暗劍”無(wú)人機(jī)的軟件方面,特別是能否擁有高度人工智能化的全自動(dòng)飛-火-推一體化控制系統(tǒng),是更為關(guān)鍵的成敗因素之一。
目前,無(wú)論是我國(guó)還是歐美,在先進(jìn)無(wú)人機(jī)的操控方面還是以程序設(shè)定加人工操縱為主。在起飛、巡航飛行以及返航著陸等環(huán)節(jié)上,國(guó)內(nèi)外先進(jìn)無(wú)人機(jī)基本上都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化和自主化。無(wú)人機(jī)依靠自身裝備的飛控系統(tǒng)就能夠完成這些相對(duì)簡(jiǎn)單的環(huán)節(jié)。但是,在執(zhí)行任務(wù)方面,比如搜索、發(fā)現(xiàn)和判別目標(biāo),如何對(duì)其實(shí)施跟蹤甚至打擊等等環(huán)節(jié),都還需要地面人員的全程操控。
這種模式在目前行之有效的同時(shí),也帶來(lái)的很多無(wú)法克服的缺陷。比如,無(wú)人機(jī)裝備的飛控系統(tǒng)軟件在人工智能方面還很不完善,一旦遭遇比較惡劣復(fù)雜的天氣或者受到強(qiáng)對(duì)流的影響,很容易就會(huì)導(dǎo)致失控墜毀,特別是在起飛和降落階段。這也是美國(guó)空軍“捕食者”無(wú)人機(jī)曾經(jīng)一度在阿富汗和伊拉克頻頻失事墜毀的主要原因之一。
另一方面,在執(zhí)行任務(wù)階段,無(wú)人機(jī)嚴(yán)重依賴人員操控。而且,一般都需要兩名人員操控一架無(wú)人機(jī),一名人員負(fù)責(zé)飛行,另一名人員則負(fù)責(zé)操作雷達(dá)以及光電觀瞄系統(tǒng),搜索、發(fā)現(xiàn)目標(biāo)并實(shí)施打擊。在這一階段,如果無(wú)人機(jī)的通信數(shù)據(jù)鏈遭到敵方強(qiáng)電磁干擾而中斷,甚至衛(wèi)星定位系統(tǒng)信號(hào)被敵方干擾或者屏蔽,那么無(wú)人機(jī)要么會(huì)墜毀或被擊落,要么會(huì)被敵方俘獲。伊朗在2011年12月利用電磁干擾設(shè)備成功迫降一架美國(guó)RQ-170無(wú)人偵察機(jī),就是這方面的成功戰(zhàn)例。

以上還是目前的亞音速、低機(jī)動(dòng)性無(wú)人機(jī)所呈現(xiàn)的不足和缺陷。如果是“暗劍”無(wú)人機(jī)這種超音速、高機(jī)動(dòng)無(wú)人戰(zhàn)斗機(jī),則還會(huì)增加更多的困難的要求。比如,如果還是由人員來(lái)操控“暗劍”無(wú)人機(jī)與敵機(jī)作戰(zhàn),那么操控人員如何能夠如身臨其境一般感受到無(wú)人機(jī)的戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)?操控人員通過(guò)操作臺(tái)發(fā)出的指令經(jīng)過(guò)地面站-中繼通信平臺(tái)的數(shù)據(jù)鏈到達(dá)無(wú)人機(jī)上的飛控系統(tǒng)時(shí),是否會(huì)存在延時(shí)?要知道,在千鈞一發(fā)的空戰(zhàn)中,哪怕只有0.1秒的動(dòng)作延遲,就可能會(huì)遭到敵方的毀滅打擊。因此,無(wú)人戰(zhàn)斗機(jī)能夠成功的關(guān)鍵,就在于能否為其研發(fā)出一套完全可以滿足智能化、自主化空戰(zhàn)要求的人工智能飛-火-推一體化控制系統(tǒng)。
這套一體化控制系統(tǒng)要能夠像一名擁有20年以上飛行經(jīng)驗(yàn)的王牌飛行員一樣,能夠感知外界的一切信息并迅速做出最為正確的判斷,還能立即做出決策和反應(yīng),統(tǒng)一協(xié)調(diào)飛控、火控以及發(fā)動(dòng)機(jī)三大控制系統(tǒng)的工作——其研發(fā)難度是可想而知的。
當(dāng)然,從目前國(guó)內(nèi)外人工智能的發(fā)展來(lái)看,這種一體化控制系統(tǒng)的研發(fā)已經(jīng)出現(xiàn)成功的曙光,最為典型的就是在2016年毫無(wú)懸念地戰(zhàn)勝當(dāng)時(shí)世界圍棋冠軍李世石的AlphaGo人工智能系統(tǒng)。相比此前任何一種棋類程序,如“深藍(lán)”,這一系統(tǒng)最為可怕之處在于其具備無(wú)比強(qiáng)大的自我學(xué)習(xí)能力,從而擁有近乎無(wú)限的進(jìn)化可能性。如果以AlphaGo為基礎(chǔ),研發(fā)出一套可用于無(wú)人戰(zhàn)斗機(jī)的高度智能一體化控制系統(tǒng),就將不再是夢(mèng)想。
由此來(lái)看,其實(shí)“暗劍”無(wú)人機(jī)的研發(fā)以及最后的成功與否,不僅與中航工業(yè)息息相關(guān),也在很大程度上取決于我國(guó)人工智能系統(tǒng)企業(yè)的技術(shù)實(shí)力。此外,這套智能化控制系統(tǒng)也需要足夠的自我學(xué)習(xí)的數(shù)據(jù)儲(chǔ)備,還特別需要大批空軍以及海軍王牌飛行員的積極參與。也許有讀者還記得2005年有一部美國(guó)空戰(zhàn)大片《絕密飛行》,影片中無(wú)人戰(zhàn)斗機(jī)“艾迪”所具有的高度智能化量子計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng),其實(shí)就從一個(gè)側(cè)面反映了未來(lái)真正的無(wú)人隱身戰(zhàn)斗機(jī)應(yīng)該具備的能力。因此,如今我們看到“暗劍”無(wú)人機(jī)全尺寸樣機(jī)的出現(xiàn),真的還只是“萬(wàn)里長(zhǎng)征第一步”,未來(lái)依然任重道遠(yuǎn)。

(“講武談兵”是由知名軍刊資深編輯黃國(guó)志為澎湃防務(wù)開設(shè)的個(gè)人專欄,以客觀嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度,輔以活潑精煉的語(yǔ)言,力圖“破除防務(wù)迷霧”,為讀者更好地認(rèn)識(shí)我國(guó)與國(guó)外在裝備技術(shù)上的差距提供參考和借鑒。每周一或二傾情奉獻(xiàn)。)





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