未來技術的孵化器

　　 在無人機領域，英國意欲占領技術制高點，其推出的“惡魔”驗證無人機首次對無襟翼技術進行大膽的開發探索并演示驗證——
　　
　　如同世界其他軍事強國，英國亦在21世紀初確定將無人機領域作為未來航空裝備開發的突破點，希圖在這一領域成為世界級的研發強國。
　　基于這一發展策略，英國不僅全力推進本國的無人機開發項目，比如BAE系統公司主導的“雷電之神”無人機，而且還將目標瞄準了具有獨創性的無人機技術，希望搶占未來無人機技術開發的制高點。目前，英國最重要的無人機新技術開發項目是“無襟翼飛機綜合工業研究（FLAVIIR）”項目。該項目于2004年6月開始啟動研制，明確要求開發不同于傳統無人機的無襟翼飛機。
　　
　　無襟翼技術的提出
　　傳統飛機利用兩套控制舵面（水平和垂直控制舵面）來實現對機體航向和升降的控制。自上世紀初，人造飛機初上藍天后，這兩套控制舵面就始終存在于飛機機體之上，其中水平控制舵面最常見于飛機水平主翼后緣，因此也被稱為襟翼。在飛行過程中，襟翼通過上下擺動改變氣體導向實現對飛機俯仰的控制；垂直控制舵面則位于機體尾部主垂尾后側，這也是飛機最重要的控制舵面，它通過左右擺動實現對飛機左右航向的控制。雖然經過一個多世紀的發展，現代飛機不管在性能還是在外形上都與早期的飛機不可同日而語，但是無論其動力從最初的活塞發動機發展為現代噴氣式發動機，以及機體內部各類機件的控制由原來的機械直連方式演變為現代的多余度電傳控制（多余度電傳控制系統即利用可編程計算機控制的電氣控制系統，能夠控制飛機的全部控制舵面，在全部的空間維度運動方向上進行控制），水平與垂直控制舵面機制一直沿用于飛機設計中。
　　衡量現代飛機性能的重要指標就是其低可探測性（隱形性能），而控制舵面的存在絕對不利于提升這一性能。例如，現代飛機的低可探測性設計主要從兩方面著手，其一是飛機的氣動外形，其二則在于吸波涂料。其中，前者在賦予飛機低可探測性方面所起的作用更大，但是為實現機體控制而采用的舵面設計，特別是水平升降舵面的存在，嚴重抵消了開發人員精心設計的氣動外形。低可探測性的氣動外形往往在襟翼上下活動時受到很大影響。以目前現役的隱形戰斗機F-22為例，有報道稱，其隱形性能只有在其保持水平飛行狀態時可達到最優，當它在空中進行復雜機動時，其對雷達波的反射將急劇上升。也就是說，F-22所采用的傳統襟翼控制舵面是導致其隱形性能下降的一個重要因素。
　　正是由于上述原因，當技術開發到一定程度時，人們對開發飛機新型控制系統的興趣再次濃厚起來。2004年6月在“無襟翼飛機綜合工業研究（FLAVIIR）”項目正式啟動之時，英國國防部就明確要求該項目應主要驗證開發一種低生產成本、低維護成本的無襟翼飛機。項目要求制造數架小比例的試驗性樣機，為未來將新技術應用到其他飛機上做最充分的技術儲備。
　　
　　“惡魔”驗證無人機問世
　　在FLAVIIR項目的指引下，研發團隊先后制定了“日蝕（Eclipse）”、“惡魔（Demon）”無襟翼驗證無人機樣機的開發計劃，兩種無人機機體外形相同，只是后者是前者115%的等比例放大版。英國克蘭菲爾德大學、BAE系統公司、另9所英國高校及研究機構共同參與了兩種無人機的開發工作，其中“日蝕”無人機主要進行地面試驗和技術演示，而進一步的空中飛行驗證則由“惡魔”無人機完成。
　　2008年，“惡魔”樣機完成制造，首度進行公開展示。該無人機翼展2.44m，質量約90.7kg。2010年9月17日，“惡魔”無人機在坎布里亞郡成功進行了演示飛行，在飛行過程中，它的襟翼控制系統始終處于關閉狀態（機體設計有兩種控制系統），而是采用新的無襟翼技術進行飛行和機動。其試飛成功堅定了研發團隊的信心。
　　根據FLAVIIR項目現有資料顯示，“惡魔”無人機的無襟翼控制系統，主要利用貼近機翼后緣的噴射氣流決定空氣遠離或流向機翼的機制。射流控制裝置將壓縮空氣從機翼后緣狹槽中噴出，以此改變機翼后端的氣流方向，當一側機翼上的一排狹槽噴出的空氣壓力大于另一排，就導致了掠過機翼后緣的氣流偏向上方或偏向下方，飛機隨之上升或下降。
　　“惡魔”無人機通過對流經機身的空氣進行控制，而不是改變其主翼外形來實現控制。此外，裝在機翼上的傳感器會隨時監測氣流的動向，并指示調節噴射氣流的方向。
　　采用無襟翼概念設計的無人機結構簡單，造價低廉，而且由于減少了機體的邊緣和間隙，機體也更為平滑，易于提升其隱形性能。
　　
　　別出心裁的無襟翼射流系統
　　從外形上看，“惡魔”無人機采用下單菱形主翼、無水平尾翼、單垂尾以及三點式起降架的傳統設計，除菱形主翼較為特別外，其外形設計中規中矩，并無出奇之處。其機體前部主要為負載艙，配備由藍熊（Bluebear）系統研究公司開發的航電設備及飛行控制系統，其搭載的先進飛行控制算法計算機則由萊斯特大學和帝國學院共同開發。特別要注意的是，其主翼后端用于進行機體控制的無襟翼射流裝置，由于氣體來源于機體頭部的進氣口，因此在機體頭部配置有由WREN渦輪公司開發的用于控制氣流的壓縮機及輔助動力裝置（APU）。機體中段設有噴氣式發動機、油箱等主要設備，發動機進氣口位于機體上部后側，發動機尾噴口采用先進的矢量推力控制技術，具有全向轉動能力，主要由曼徹斯特大學以及BAE系統公司開發。機體尾部則主要包括發動機尾噴口和垂直尾翼。除少量必需的金屬部件外，整個機身主要由復合材料制成，克蘭菲爾德大學負責對機體各部分進行整合和