波音飛行器中的黑科技

沈海軍

“飛剪船”：從水上起飛

如果留意的話，你會發現，波音公司最早是以水上飛機起家的。

美國幅員遼闊，兩面臨洋，適于水上飛機的發展。鑒于波音公司此前在水上飛機方面的不俗表現，1936 年，泛美航空公司與波音公司簽訂了6架遠程水上旅客機的合同，旨在開辟橫越大西洋與太平洋的國際航線。

1938年6月，37.5噸的波音314快速水上飛機首飛成功，成為當時最大、最豪華的遠程飛機。飛機上有臥鋪，有特設的餐廳，可搭載74名旅客，巡航時速300千米。

波音314的綽號為“飛剪船”，它采用典型的雙翼水上機設計，下機翼兼作浮筒，雙翼間的肋條完全被取消。為滿足橫越大西洋與太平洋的長航程需要，波音314的體型設計得十分龐大，機長約32米，翼展約46米，安裝了4臺大功率懷特GR-2600雙缸發動機。它的誕生為國際航空業的騰飛做出了巨大貢獻。

波音314“飛剪船”

“馭波者”與空天飛機

“鬼怪工廠”，又名“鬼怪工程部”，是波音公司的先進武器及防務技術研發部門，主要負責研發尖端武器產品，其中涉及許多高度機密項目。“鬼怪工廠”從來就不缺大手筆，近些年來出盡風頭的X-51A“馭波者”高超音速飛行器與X-37B空天飛機就是它的杰作。

X-51A高超音速試驗飛行器的最大飛行速度超過5.1馬赫，最大航程超過740千米。2013年5月1日，X-51A首次試飛成功，達到了5.1馬赫高超音速速度，并持續飛行了210秒。

和一般巡航導彈相比，X-51A還有著三大優勢：第一，反應速度快。亞音速巡航導彈打擊1000千米外目標需要一個小時，而X-51A只需要十幾分鐘;第二，突防能力強。現有的巡航導彈主要依靠超低空飛行和隱身技術來突破敵方防御，由于速度慢，暴露后易被攔截，而對于在高空飛行的X-51A來說，現有的防空武器對它基本無計可施;第三，破壞力大。X-51A有著驚人的動能，即便是鋼筋混凝土的打擊目標，它也能鉆進去十余米，特別適合打擊深埋于地下的指揮中心等堅固目標。

X-51A現已被美軍列入“一小時打遍全球”的武器庫當中，其研發團隊也被美國航空航天協會授予國家獎章，獲獎聲明稱：X-51A的試飛成功對美國的航空界有劃時代的意義。

X-51A高超音速飛行器

事實上，目前世界上第一種投入服役的軍用空天飛機X-37B也出自波音公司的“鬼怪工廠”。2010年4月22日，花費10年研制的全新“空天戰機”X-37B首次試飛。這種外形和功能都酷似小型航天飛機的戰機通過火箭送入軌道環繞地球飛行，然后以滑翔方式返回地面。到目前為止，X-37B已經先后試飛了4次，曾創下現役空天飛機的最長在軌運行紀錄：675天。

作為一種可自主返回的航天器，X-37B擁有類似機翼的結構，具有一定的大氣層內飛行性能，這與傳統的航天器有著本質的區別。X-37B與航天飛機的外觀有些近似，但整體規模要小得多;它的翼展為4.5米，高度2.9米、長8.9米，幾乎把運載火箭的整流罩擠得滿滿的。

X-37B 的活動范圍極大，可從200千米的近地軌道至接近1000千米的軌道上，這也正是X-37B任務的精華所在：它能在任何時間進入任意一條軌道，執行在軌偵察、反衛星、軌道轟炸、捕獲敵方衛星等任務。

X-37B空天飛機

“掠食鳥”在空中隱身

美國有許多黑項目，而“掠食鳥”飛機便是其中之一。“掠食鳥”飛機僅建造了1架，是波音公司和麥道公司研制的一種飛機，主要用來驗證隱身技術。

“掠食鳥”飛機于1996年9月首飛，距今已整整20年。其研制費用為6700萬美元，同其他項目相比，成本算是較低的。目前這架飛機收藏于美國空軍國家博物館內。

“掠食鳥”飛機配備有1名試飛員，全長14.22米，翼展6.91米，高2.82米，最大起飛重量3.3噸，最大航速為482千米/小時。

“掠食鳥”飛機

從外觀上看，“掠食鳥”飛機的科幻值很高，會不由得讓人想起影片《絕密飛行》里面的艾迪無人機。它的外翼有一部分是向下折的，機頭看起來像一把巨大的寶劍。這架飛機先后總共進行了39次飛行，當作為一架驗證機的使命結束之后，于1999年4月退役。

“掠食鳥”隱身技術驗證機屬于美國國防部“黑色計劃”絕密項目，該機甚至都沒被授予X系列代號。這架飛機即便是退役之后，也在很久之后才被公開，外界知道它的存在是2003年。在該機上驗證的隱身技術后來被大量應用于波音的X-45系列無人戰機。

“鬼怪鰩”殺人無形

X-45是美國軍方提出的一項先期概念演示計劃，其主要任務是用來驗證無人作戰飛機的技術可行性，以便更快、更高效地應對21世紀的全球突發性事件。波音公司承擔了本次X-45 無人作戰飛機項目。

X-45C與“鬼怪鰩”驗證機

2002年5月，波音公司的第一架X-45A無人機在美國愛德華茲空軍基地完成了首次試飛。飛行總共持續了14分鐘，飛行速度達到了360千米每小時，飛行高度2280米。此次飛行不僅標志著美國無人戰斗機（UCAV）計劃取得了初步的成功，也讓波音公司上下興奮不已。

X-45A采用無尾翼設計，以一臺霍尼維爾渦扇噴氣發動機作為動力，具備自動駕駛能力。機身內部有兩個武器彈艙，其中一個攜帶試驗設備，另一個可掛載一枚450千克的炸彈。

2003年4月，美國國防部要求波音公司改進正在研制的X-45B驗證機，以便同時滿足美國空軍和美國海軍的作戰需求。于是，接到指令的波音公司將新方案命名為X-45C驗證機，并終止了尚處于設計階段的X-45B方案。

按照聯合無人空戰系統計劃，波音公司從2004年6月開始組裝首架X-45C驗證機。然而，美國空軍和海軍在無人戰斗機作戰需求方面產生了巨大差異，無人空戰系統計劃被終止。波音公司的X-45C無人機方案也隨之擱淺。

不過，波音公司并未放棄這個項目。為了在今后的戰術飛機市場中占據一席之地，波音公司從2007年夏天開始醞釀一項名為“鬼怪鰩”的項目，決定重啟處于凍結狀態的X-45C驗證機。直到2009年5月，公司才向外界初步透露了這一情況。

“鬼眼”高空長航時無人機

2011年4月，波音公司研制的“鬼怪鰩”驗證機終于在愛德華茲空軍基地秘密完成了首次飛行。“鬼怪鰩”以X-45C驗證機為原型，總體設計上非常簡潔，外表極其光滑，從前方看，就如同深海中的鰩魚，并因此而得名。

它采用飛翼式布局，不僅可以顯著降低氣動阻力，在所裝燃油量一定的條件下可大大增加航程，而且省去了相關的結構材料和操縱機構，使結構重量明顯減輕。“鬼怪鰩”機長約為11米，翼展15.2米，總重量16.5噸。在性能方面，其巡航速度為0.8馬赫，設計使用高度12100米。

“鬼怪鰩”承襲了X-45C驗證機的武器艙設計，尺寸上與F-35戰斗機的武器艙完全相同，可以攜帶8枚“小直徑炸彈”。在不進行空中加油的情況下，它的往返航程超過1800千米。

這款驗證機可以被看作是美國海軍艦載無人駕駛監視與打擊系統計劃的“起點”。同時，波音公司也希望以“鬼怪鰩”作為試驗平臺，用來研制未來的無人戰機系統技術。

兩萬米高空中的“鬼眼”

長期以來，美國空軍一直希望能設計出一款高空長航時的無人偵察機，能夠飛到1.96萬米的高空，航時長達一周，并可攜帶一噸重的感應器和計算機。波音公司接受了這一挑戰，重新審視一些過去的設計理念，并結合最新技術制造出了“鬼眼”高空長航時無人機。

2012年6月，“鬼眼”樣機造好后在愛德華茲空軍基地完成首飛。該偵察機三分之二縮比樣機的建造和測試工作得到了美國國防部的資助。此后，“鬼眼”還進行了5次試飛。按照波音公司的設計，新型“鬼眼”無人機可在空中停留數天，這對美國空軍產生了極大吸引力。

目前，“鬼眼”是一種雙引擎飛機，翼展46米，有效載荷205千克。發動機使用的燃料是液氫。該推進系統效率很高，并具備很好的燃油經濟性，其唯一的副產品是水，所以它還是一架“綠色”飛機。

全尺寸“鬼眼”有望一次在1.9萬米的高空飛行10天;在這一高度上，飛機不會受到天氣影響，且能夠全天候監視數千平方千米的土地。“鬼眼”既能商用也能軍用，如果全尺寸“鬼眼”能夠滿足計劃要求，它將能以更加低廉的成本提供“衛星式”覆蓋，將在大范圍自然災害（地震、洪水、臺風、龍卷風）發生時為地面救援提供持久可靠的幫助。

【責任編輯】趙 菲