張海濤
作為人類歷史第一架在航母上自主起飛和降落的無人作戰飛機,美國海軍航母艦載無人機驗證項目(UCAS-D)取得了巨大成功,突破了多項關鍵技術驗證。作為第一種能夠將航母攻擊能力向全新的無人時代邁進的驗證機項目,X-47B無人作戰飛機項目的費用和成本控制經驗可成為未來同類型號研發的重要參考。
研制制概況
X-47B是美國諾斯羅普·格魯門公司為海軍研制的彈射起飛/攔阻著艦型無人作戰飛機驗證機,主要用于驗證飛翼布局隱身無人作戰飛機的自主飛行技術、艦載適應性和自主空中加受油技術等。
2000年6月,美國國防部預研局(DARPA)和美國海軍啟動了“海軍無人作戰飛機先進技術計劃”(UCAV-N ATP)第1A階段的工作,旨在研究海軍艦載無人作戰飛機的可行性。在隨后的1B階段,諾斯羅普·格魯門公司在UCAV-N ATP第1階段提出的技術驗證機被編號為X-47A。2002年3月,DARPA和美國海軍開始了UCAV-N ATP第2A階段的研究工作,旨在研制型號驗證機,諾斯羅普·格魯門公司的型號驗證機被編號為X-47B。2003年4月,X-47B在最后的競爭中獲勝。2003年10月,DARPA將UCAV-N ATP與它和美國空軍聯合開展的無人作戰飛機先進技術驗證(UCAV ATD)項目合并,并將項目名稱改為“聯合無人航空作戰系統”(J-UCAS)。2004年8月,DARPA授予諾斯羅普·格魯門公司一份X-47B研制合同,要求制造3架X-47B和3個地面站。2005年11月,DARPA將J-UCAS項目的管理權正式轉交給美國空軍和美國海軍。2006年3月,美國空軍退出J-UCAS項目。至此,J-UCAS項目終止。此后,美國海軍在2006年底提出了旨在為航母艦載機聯隊引入UCAV的“海軍無人作戰航空系統”(N-UCAS)計劃。2007年2月,美國海軍發布了N-UCAS演示驗證招標書,即啟動UCAS-D計劃。諾斯羅普·格魯門公司提交的方案即為X-47B,并最終贏得競標。2007年8月,諾斯羅普·格魯門公司獲得美國海軍授予的一份為期6年的UCAS-D合同。該合同要求制造和試飛2架驗證機,分別編號為AV-1和AV-2(除了將配備空中加受油設備外,AV-2與AV-1沒有什么不同)。2008年12月,AV-1出廠,2009年完成地面試驗,2010年完成高、中、低速滑跑和F/A-18D它機試飛,2011年2月實現首飛。AV-2驗證機于2009年12月出廠,2011年11月首飛。兩架驗證機在2012至2014年成功完成了一系列的地面及艦載測試。2015年5月,X-47B成功完成自主空中加油,成為全球首架實現空中加油的無人機。2016年6月,美國海軍宣布啟動艦載無人空中加油系統項目,標志X-47B驗證計劃終止。
項目科研費分析
DAR PA從2001財年開始投資UCAV-N項目,投資編號為0603285E先進航空系統(Advanced Aerospace Systems)。2005財年,由于項目管理權的調整,投資改由美國國防部本部(OSD)執行,投資編號為0603400D8Z J-UCAS先進技術(AdvancedTechnology)和0604400D8Z J-UCAS先進組件和原型機研發(Advanced Component and PrototypeDevelopment)。2007財年開始,項目投資該由美國海軍執行,投資編號為0604402N UCAS-D,標志著該項目進入型號研制階段。2016年6月,在X-47B完成自主空中加油試飛后,美國海軍宣布該項目研制結束,轉為啟動“艦載無人空中加油系統”項目。
美國國防部發布的項目決算報告指出,美國海軍無人作戰飛機驗證項目總投資為21.13億美元(當年幣值,下文同),主要用于概念驗證、技術孵化、空中自主加受油技術開發、機艦一體化設計與試驗以及2架科研樣機的設計、制造、地面試驗、陸基試飛、艦基試飛和自主空中加受油試飛等工作,年度投資強度詳見表1。
美國海軍自2007年啟動X-47B驗證機階段研制工作,型號費投入為14.23億美元,年度投資強度如圖1所不。
按工作包分解,X-47B型號研制經費中,系統研制占88.63%,綜保設備占1.47%,試飛驗證占4.72%,項目管理占5.18%,詳見下表。