“神经元”技术验证机全面完成在法国的试飞工作

2015-4-9 17:54| 发布者: 安丰贞| 查看: 1183| 评论: 0|来自: 航空制造网

摘要: 3月9日,达索飞机公司宣布,“神经元”(Neuron)技术验证机在2月26日完成了第100次飞行试验后,全面完成了在法国的试飞工作。在两个阶段的飞行试验期间,这架验证机和相关机载设备展示了出色的有效性和可靠性,不仅得到了法国防务采购局(DGA)的批准和认可,而且凸显出达索飞机公司在关键技术方面的专长和在欧洲合作项目上的领导能力... ...
        3月9日,达索飞机公司宣布,“神经元”(Neuron)技术验证机在2月26日完成了第100次飞行试验后,全面完成了在法国的试飞工作。在两个阶段的飞行试验期间,这架验证机和相关机载设备展示了出色的有效性和可靠性,不仅得到了法国防务采购局(DGA)的批准和认可,而且凸显出达索飞机公司在关键技术方面的专长和在欧洲合作项目上的领导能力。


       作为欧洲6国共同打造的一个无人驾驶战斗机(UCAV)的技术验证平台,“神经元”验证机在十年时间里经历了概念论证、精心设计和分工合作的发展过程,主要目的是推动欧洲航空航天工业的研究与发展能力,标志着以法国为主的欧洲6国携手跻身于“隐身无人机俱乐部”,为今后打造具有纯正欧洲血统的“未来空战系统”(FCAS)铺平了道路。

       合作研制计划

       20世纪90年代,欧洲各国在隐身飞机的设计理念和基础研究等方面远远落后于美国,“阵风”、“台风”和“鹰狮”之后的欧洲下一代战斗机何去何从,成为欧洲各国航空工业界不得不思考的问题。在这样一种需求和压力下,达索飞机公司从90年代中期开始潜心探索隐身技术,迈出了奋起直追的脚步,并使法国成为了欧洲第一个探索和研究UCAV技术的国家。

        2000年7月18日,达索飞机公司秘密研制的AVE-D验证机首次升空,从而成为了在欧洲上空飞行的第一种隐身无人机。时隔3年后,采用飞翼布局的AVE-C验证机在2003年6月12日完成首次飞行。紧接着,法国国防部在巴黎航展上宣布,法国决定研制一种UCAV验证机,以保持本国在防务领域研究的领先地位,适应未来欧洲防务的需要。

       其后不久,法国国防部正式宣布了“地平线”计划,吸引了瑞典、意大利和希腊等国的参与兴趣。2004年初,法国国防部经过全面考虑,决定将“地平线”计划更名为“神经元”计划,希望能有效地集中各国的资金和技术,真正打造出欧洲的第一种全尺寸UCAV隐身技术验证平台。

       于是,法国、瑞典、意大利、西班牙、希腊和瑞士等6个欧洲国家确定了联合实施“神经元”计划的总体框架和基本模式,希望通过合作达到三个主要目标。

       第一个目标是保持和发展参与这个项目的欧洲航宇公司的设计能力。随着“阵风”等项目逐步接近尾声,这些公司的相关部门在2030年前将不再有机会承担任何新型战斗机研制计划,因此有必要提供一个发展方向来推动欧洲在航空技术领域的的研究与探索,从而保持与美国竞争的能力。

       第二个目标是为欧洲在2015年前设计新一代战斗机储备所需的关键技术,重点集中于气动布局、自主决策、低可探测性等技术领域,充分验证在材料、计算机和航空电子等方面的技术能力,并力争研制出适应未来网络中心战的无人机系统。

       第三个目标是通过建立一个研制新一代作战飞机的欧洲工业团队,推出一种可以信赖的协作创新模式。

      精心设计细节

      经过长达6年的设计和制造,6国联合研制的“神经元”验证机终于在法国的伊斯特尔空军基地完成了总装工作,于2012年1月19日正式公开亮相。

      “神经元”验证机留给外界的第一印象是似曾相识。的确,近年来随着X-47B和“鬼怪鳐”等验证机的陆续试飞,飞翼布局已经成为各家公司设计UCAV的一个共识。原因在于,这种布局可以顺其自然地充分利用空气动力,从而实现气动性能和隐身性能的最佳优化,是一个非常接近于完善布局设计形状。而且,飞翼布局不仅可以明显降低飞行阻力,在燃油量一定的条件下,能大大增加飞机的航程,而且省去了相关的结构材料和操纵机构,使结构重量显著减轻。

       “神经元”验证机的后缘呈M形状,通过电传飞控系统对机翼后缘的4个操纵面进行综合控制,以实现航向稳定性和偏航控制。据DGA公布的数据,该机的机长约9.3米,翼展约12.5米,全机重量约6吨,最大飞行速度可以达到马赫数0.8。粗略来看,“神经元”验证机的尺寸与F-16战斗机相当,但是小于F-117A攻击机。

       此前,达索飞机公司和萨伯公司曾经分别研究过低可探测性的构型和材料,一部分成果已经用于改进现役“阵风”和“鹰狮”战斗机,因此在实施“神经元”计划过程中,除了采用飞翼布局外,也注重了相关细节设计。

       为了更好地降低雷达反射截面积,“神经元”验证机采用了雷达吸波材料制成的埋入式进气道,机身前部正上方设计有一个宽大的进气口,空气通过S形进气道流入到机身内部。进气口上缘采用锯齿形结构,可以破坏雷达回波,下缘内部采用了附面层隔板,能够有效吸除机身前部产生的附面层气流,避免影响发动机的性能。抑制红外辐射也成为一个主要技术验证项目。该机在尾部采用了埋入式排气装置,通过专门的燃气冷却装置来降低红外辐射。

       优化飞控系统

       “神经元”计划的主要目的是展示欧洲航宇工业研究与发展的成果,这项计划面临的主要技术挑战不仅包括外形设计和电子系统,同时需要发展先进飞行控制系统和自主性,甚至还涉及到人的因素在任务环中的作用、与国家空域系统综合等方面。

       这项计划并未专门研制新的传感器、武器或动力装置,而是围绕可以使用的商业机载计算机,通过嵌入关键任务软件,集中设计一种模块化航空电子系统。因此,系统软件设计成为重要一环。

       研制队伍选定了Arinc 653软件设计标准,可以允许各家公司随时修改所研制的子系统代码,而无需重新编写整个系统软件。达索飞机公司负责电传操纵飞行控制软件,通过修改“猎鹰”7X(Falcon 7X)远程公务机的飞控软件,用于“神经元”验证机上。考虑到“神经元”计划只有一架测试平台,研制人员进一步提高了安全裕度,避免发生意外坠毁。

        除了设计成为一种全尺寸隐身平台外,“神经元”验证机还将试验各种系统,重点测试自主导航和决策的软件性能。程序将在执行任务期间动态地重新调整系统,如果战术环境改变,将能够选择相应的任务计划,并且设计人员还将确定作战/决策回路中操纵员介入的最佳时机。

       “神经元”验证机的自主性还将反映出从设计到使用成本的长远考虑。与目前一些UAV计划不同,“神经元”实际上只需要少量地面操作人员。操作员们将仅提供航路点的更改信息,允许飞行器根据数据库中的威胁信息,自动地重新规划其飞行路线。研制人员认为这种方法将允许两个人来控制无人机,甚至有可能让同一支队伍操纵几架无人机。

       事实上,“神经元”验证机的适航安全标准几乎与欧洲航空安全局或美国联邦航空局(FAA)对民用飞机的要求完全一样。航空电子设备、液压和电子系统等都将采用余度设计,可以满足JAR 23民用适航要求。

       推进试飞计划

       2012年12月1日,“神经元”验证机在伊斯特尔空军基地顺利升空,在自主飞行了25分钟后,平稳地降落在跑道上,成功地完成了首次飞行,标志着欧洲6国在军用航空领域全新的发展合作项目上迈出了重要一步。对此,法国国防部高调表示,“神经元”验证机的首飞开创了下一代作战飞机的新纪元,保证了欧洲在这一领域的自主权。

       “神经元”验证机的顺利升空作为一个重要里程碑,为接下来的飞行测试铺平了道路。目前已经完成的飞行试验分为两个阶段,均达到了预期结果。第一阶段的目的是扩展飞行包线(包括打开武器舱门)和测试光电传感器、数据链的性能,包括大约80次试飞。第二阶段的试飞致力于红外与电磁信号/直接面向作战系统的探测。

       试飞期间,达索飞机公司在世界上首次实现了无人驾驶飞机与有人驾驶飞机的协同飞行。2014年3月20日,“神经元”验证机与“阵风”战斗机、“猎鹰”7X公务机在地中海上空完成了持续1小时50分钟的编队飞行。通过预先规划,来自不同出发点的飞机在空中集结,随后在有限空域内保持或改变编队队形飞行,充分展示了达索飞机公司在军、民用航空技术领域的强大实力。

       研制团队将充分利用“神经元”验证机来研究激光制导炸弹等精确制导武器攻击地面目标的技术,探索将UCAV融入一个指挥、控制、通信、计算机和情报环境中实施网络中心战的能力,同时还评估无人驾驶平台在有人驾驶的民用和军用飞机空域内使用的可行性。该机在机体内设计了两个武器舱,可以分别挂载一枚精确制导武器,由阿莱尼亚公司负责武器系统的设计和制造工作。

       从此次公布的最新消息来看,“神经元”验证机的试飞工作有所调整,将先行完成在意大利的测试工作。按照原计划,“神经元”验证机在伊斯特尔空军基地完成了飞行品质、隐身性能和作战能力的测试后,将运至瑞典维德塞尔试验基地实施第一次武器投放测试,最后再运到意大利撒丁岛完成相关武器测试工作。整个验证工作预计在2015年7月完成。


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