在殲-8戰斗機首飛50年之際，近日，中國航空工業公司推出了一部以沈飛產品為主角的宣傳片。在宣傳片的結尾部分，出現了一組神秘的艦載飛翼型無人機的電腦模擬畫面。這再次引發外界對艦載無人機的關注。

該隱身無人機采用飛翼式布局

目前，各國航母仍然主要使用有人駕駛飛機，航母搭載的固定翼無人機尚處于開發驗證階段，但是伴隨著無人機技術的進步和任務的拓展，艦載無人機編入航母編隊艦載機聯隊，只是時間問題了。那么，這些艦載無人機將主要完成哪些任務？未來需要走哪些技術路線呢？

艦載無人機發展美國是“領頭羊”

陸基無人機早已服役很多年，但是各國軍方對艦載無人機的使用始終非常謹慎。這是因為艦載無人機起降的控制要比陸基要求更高，在堆滿飛機的狹窄的甲板上起降必須絕對可靠，否則可能對航母帶來嚴重毀壞。

隨著技術進步，本世紀初以來，以美國為代表的航母擁有國開始研究無人機上艦問題。目前以及未來相當長一段時間的艦載無人機可能主要集中于以下任務領域。

首先是中遠程對地打擊，這也是目前的中大型無人機的一個重點任務領域。美國航母打擊群艦載機的一個主要任務是對敵方實施對地打擊，這占用了大量的飛行任務量。美國艦載機往往能在對方戰斗機作戰半徑外發起打擊，以確保航母平臺安全。然而，隨著反航母手段的進步，有些國家可以從一兩千公里外對航母實施精確打擊。為了在對方反航母武器攻擊范圍外發動空襲，延長航母編隊打擊范圍，研制專門的遠程攻擊機變成為一個選擇。

美國海軍就曾于2007年 8月曾與諾思羅普·格魯曼公司簽署一份價值6.358億美元、為期6年的“無人空中作戰系統演示計劃”（UCAS-D）項目合同。這個演示計劃實際上就是為了研制一種對地打擊無人機進行技術驗證。最終上艦試驗的X-47B機長11.65米，翼展18.9米，機體高3.17米，最大起飛總重約20噸，武器載荷2041千克，極限過載6G，最高速度為高亞音速。該機翼展長于F/A-18E/F，最大起飛重量接近F/A-18C，不進行空中加油時續航時間大于6小時，最大航程大于2100海里，而這個數據是比較保守的。當然，最后這個項目在完成上艦試驗后就取消了。

其次是進行空中加油。空中加油對于航母艦載機來不可或缺的，它可用于確保惡劣海況條件下協助回收戰機，另一方面也有助于提高現有飛機的作戰半徑。目前，艦載加油機通常以改裝現有戰斗機進行伙伴加油的方式進行。美國F/A-18E/F“超級大黃蜂”20%-30%的任務被用來進行空中加油。研制一種專職無人機加油機則能“解放”這些擔負伙伴加油任務的戰斗機。目前正在進行的MQ-25“黃貂魚”無人機主要用于擔負這一任務。MQ-25可將大約15000磅燃油運送至距航母約500海里的空域，可將己方戰機的打擊半徑增大400海里，而目前F/A-18E/F的典型作戰半徑只有450海里，這相當于讓其作戰半徑延長一倍，達到850海里。

第三用于情報保障任務，可用于實施雷達、紅外、光學偵察和電子偵察，或者擔負通信中繼任務。用艦載戰術飛機進行情報支援保障對于美國這樣的全球強國來說緊迫性沒那么強。因為其位于全球基地的大型情報保障飛機比較多。對于遠離航母戰斗群的區域，可以依托大型空基、天基平臺提供支援，或者用RQ-170這樣的隱身平臺完成。也可以依靠F-35這類戰斗機執行這類任務，這類平臺具有很強的偵察任務載荷。而對于不具備上述偵察體系的國家來說，這類艦載偵察平臺在大洋作戰往往是不可或缺的。

相對于艦上現有戰斗機平臺，質量、尺寸相當的無人機更適合完成這些任務。因為這些無人機沒有進行超聲速飛行、高機動性的戰術要求。所以可以把設計重點放到增大航時、提高載荷等性能上。由于無人機取消了座艙和圍繞飛行員的支援保障設備和空間，又會進一步增大上述優勢。這一點對中輕型戰術飛機更為重要。另外，這些飛機不需要太大的過載，所以結構重量更低。比如說，常規戰斗機需要由9G左右的過載，而X-47B只需要6G過載。加之這些支援保障任務，例如空中加油、對地攻擊不需要在空中進行復雜機動，對于飛行控制系統的要求要比無人戰斗機相對較低，所以無人機率先在這些領域突破。

相比之下，用于空戰的艦載戰斗機可能會晚于上述支援保障和對地攻擊無人機的出現。因為空戰無人機的要求更高，除了上述性能之外，還要有超聲速飛行、亞聲速高機動性的要求，同時還需要基于AI的無人控制技術的突破，這些問題的解決都需要一定時間。目前的艦載戰斗機剛剛開始進行換代，換裝隱身飛機，比如說美國海軍剛開始用F-35替代F/A-18，所以無人化的戰斗機的需求會稍晚些。當然，后發型國家，反到可以考慮無人艦載機上艦。

艦載無人機必須具備高隱身性能

為了滿足作戰需要，對地攻擊型和支援保障型無人機必須具有以下性能：高隱身性能，以滿足嚴密設防區域下作戰要求；非常好的亞聲速巡航效率，以盡量提高航程；較高的起降性能，滿足航母大載荷起降的要求；比較大的載荷能力，以滿足任務載荷和油量的搭配。另外，外形尺寸和起飛重量也要滿足艦上起飛和降落的要求。

高隱身性能的要求很容易理解，這是未來空中作戰的基本要求。在先進防空系統、預警和隱身戰斗機已經逐漸普及的情況下，沒有隱身性能的無人機根本無法在嚴密設防的空域生存。前段時間美國海軍的“全球鷹”無人機被擊落就是一個典型的例子。未來的無人機則可能需要完成火中取栗的任務。即便在遠離別國“競爭性空域”的區域完成空中加油這類任務也對隱身性有較高要求。由于接受加油的很可能是隱身戰斗機，如果其本身不具備隱身功能，無疑是對保障對象戰斗力的一種削弱。

亞聲速巡航效率，簡單來說就是在亞聲速巡航時阻力系數小，升阻比高，這樣可以以較低的油耗獲得更遠的航程。傳統的戰斗機由于要考慮進行超聲速飛行并盡可能提高亞聲速的機動性，其亞聲速巡航效率要比采用大展弦比機翼的運輸機、偵察機小很多，這一點也是很難兼顧的。

飛機的起降性能對艦載機來說尤為重要。艦上起降要求飛機的起降速度盡量小，可以在低速下比較好的控制飛機；起降迎角比較小，便于觀察航母甲板。無人機對起降迎角的考慮可以放寬些。有人機載著艦時要求迎角不能太大，否則飛行員無法觀察到甲板，不利于降落，而無人機則無此顧慮。艦載機通常采用中小后掠角機翼，飛機的升力線斜率比較高，并使用大型的后緣襟翼增升。

為了達到這些技戰術指標要求，到目前為止，艦載無人機主要使用了3類布局形式。競標MQ-25無人加油機的3個方案就比較有代表性。

其中第一個方案是通用原子能公司基于“捕食者C”（復仇者）研制的，是3個方案中成熟度較高的，或者說最為傳統的。它采用常規布局方式，使用了大展弦比、帶有翼梢小翼的平直機翼，升阻比高，巡航阻力低。這是傳統長航時飛機的典型布局方式，但是其設計未對隱身進行優化，隱身性能欠佳。

洛克希德·馬丁公司的MQ-25方案使用了飛翼布局

美國洛·馬公司提出的方案是一種飛翼布局飛機，類似該公司的RQ-170無人機。通常而言，飛翼布局具有升阻比高、隱身性能好、載重系數高的特點，在相同展弦比的情況下，通常航程最高，所以是對地攻擊型隱身無人機采用最多的布局形式之一。隱身轟炸機也非常青睞這種布局形式，比如美國的B-2、B-21都使用了這種布局形式。除了類似RQ-170的這種風格的飛翼以外，還有X-47B這種雙后掠角型、X-47A的風箏型，這都屬于飛翼的不同形式。不過，洛克希德·馬丁公司提供的方案有些粗糙，似乎并未進行專門優化。

第三種形式實際上也是常規布局方式，嚴格意義上講不能算獨立的布局方式，只不過在機身設計上比較用心，機身本身也能產生較大的升力。波音公司提供的方案就屬于這種類型，其布局與通用原子能公司的方案有些類似，采用較大的展弦比的矩形平直機翼提高升阻比，該機的機身扁平，升力特征要比通用原子能公司的方案更優，有些升力體的設計特色，另外隱身性能更好。最后的結果也是波音公司的方案贏得了MQ-25的項目競標。

飛翼布局無人機是否適合上艦？

中航工業宣傳片中一閃而過的飛翼型無人機，外形類似X-47B。與去年珠海航展上航天科技展出的“彩虹”飛翼型型無人機也比較相似，是一種雙后掠角的飛翼布局方案。對此人們或許會問，未來飛翼型無人機是否是艦載無人機的最佳選擇呢？

飛翼布局的最大優勢之一是隱身性能好，由于飛翼布局翼面與機身融合度高，表面由光滑連續曲面構成，幾乎不存在空腔、銳角、凸起等強烈的雷達反射源。特別是取消了垂直尾翼，減少了飛機一大雷達反射源。另一個優勢是亞聲速巡航效率高。亞聲速飛行時的阻力主要來自于摩擦阻力，摩擦阻力主要取決于飛機的浸潤面積（又叫“濕面積”），這個可以簡單地視為暴露在空氣中的表面積。相同展弦比的情況下，飛翼的濕面積比較小。而且飛翼幾乎沒有機翼和機身的明顯區分，都可以用來產生升力。一般來說，展弦比越大，升阻比越高。所以，衡量一架飛機的亞聲速巡航效率的參數是“浸潤展弦比”。相同展弦比下，浸潤面積小的飛機，巡航升阻比就高，這就是飛翼的優勢。此外，飛翼較大的機翼面積使得單位面積翼載荷大大降低，同時整個飛機的重量分配更加合理。

但是飛翼布局的主要問題在于控制比較難。因為飛翼取消了垂直尾翼，這會導致航向穩定性存在問題。這就會導致飛機“忽左忽”右。早期的飛翼通常在后緣使用一些小的垂直安定面，但這會降低飛翼的隱身優勢，也未能根本上解決航向穩定性問題。飛翼不得不利用新的控制面來代替垂尾的功能，例如開裂式阻力方向舵。它通過增大一側機翼阻力的方式，來控制和保持飛機的航向穩定性。

由于縱向和橫航向配平都依靠機翼后緣裝置進行，這很容易導致多個方向發生耦合。因為這些舵面都布置在飛翼后緣，它們往往并不是單獨工作，單獨發揮作用的。有時候一個舵面要同時擔負多個舵面的作用，比如，它可能既是升降舵又是副翼，既是方向舵，也要當減速板。有的舵面的一個動作，可能都會帶來縱向、航向和橫向三個方向的耦合。這就需要在控制系統中“解耦”，這就涉及到復雜的控制問題了。因此說，飛翼最關鍵的是解決控制問題，這既有硬件上的創新，更多的是要解決軟件和控制理論上的難題。

對于艦載機來說，由于對起降性能要求更高，這時候需要機翼后緣的控制偏頻繁調整，并保持一定的迎角，這對飛翼的控制系統要求更高。

有意思的是，最初研制被外界認為“將改變航母作戰方式”的X-47B艦載機的諾斯羅普·格魯門公司放棄了利用X-47B的研制成果競爭MQ-25項目的努力，而洛克希德·馬丁公司的飛翼方案中也在競標中失利，加之美國空軍論證的未來隱身加油機方案中，也沒有純飛翼出現，這也確實讓外界對飛翼布局是否適合艦載，特別是是否適合擔負艦載加油機（燃油的密度相對較小，對體積要求大）任務產生了懷疑。這究竟是飛行控制上的原因，還是容積率的原因，或者是一種巧合，恐怕仍然需要時間來驗證。