文/溫杰

“鬼怪眼”驗(yàn)證機(jī)首次實(shí)現(xiàn)自主飛行。

6月1日早晨6點(diǎn)22分，波音公司研制的“鬼怪眼”（Phantom Eye）無(wú)人駕駛驗(yàn)證機(jī)在內(nèi)華達(dá)州愛德華茲空軍基地首次升空，完成了自主飛行。在歷時(shí)28分鐘的首飛過(guò)程中，“鬼怪眼”依靠液氫燃料活塞發(fā)動(dòng)機(jī)爬升到1244米高度，初步測(cè)試了基本飛行性能，盡管在著陸時(shí)遇到了一點(diǎn)麻煩，但還是基本達(dá)到了預(yù)期目的，標(biāo)志著美國(guó)國(guó)防部在發(fā)展高空長(zhǎng)航時(shí)（HALE）無(wú)人駕駛飛行器的道路上又邁出了重要一步。

21世紀(jì)初，美國(guó)國(guó)防部針對(duì)日益增加的情報(bào)、監(jiān)視與偵察（ISR）任務(wù)需要，逐步加大了超長(zhǎng)續(xù)航能力無(wú)人機(jī)的投資力度。特別是曠日持久的阿富汗戰(zhàn)爭(zhēng)促使軍方尋求一種能夠在19800米高空持續(xù)飛行5天以上的無(wú)人駕駛飛行器，將其作為一種準(zhǔn)衛(wèi)星，為分散在阿富汗山區(qū)內(nèi)的作戰(zhàn)部隊(duì)轉(zhuǎn)發(fā)通訊信號(hào)。

正是在這樣一種作戰(zhàn)需求的牽引下，波音公司憑借著早年研制“禿鷹”（Condor）無(wú)人機(jī)的經(jīng)驗(yàn)，決定發(fā)展一種全新的HALE平臺(tái)。2006年9月25日，波音公司在美國(guó)空軍協(xié)會(huì)主辦的航空航天討論與技術(shù)博覽會(huì)上，首次對(duì)外透露了正在研制一種HALE無(wú)人機(jī)。當(dāng)時(shí)報(bào)道稱，波音公司與極光飛行科學(xué)公司、福特汽車公司等多家公司合作，著手研制一種采用液氫燃料、能在高空連續(xù)飛行4～10天的無(wú)人機(jī)。

經(jīng)過(guò)兩年時(shí)間，波音公司完全掌握了HALE無(wú)人機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)，在2008年夏天正式啟動(dòng)了“鬼怪眼”項(xiàng)目，由鬼怪工廠全面負(fù)責(zé)研制和試驗(yàn)工作。從整個(gè)過(guò)程來(lái)看，前期的設(shè)計(jì)和制造工作比較順利，但是首次試飛卻一再延期，表明了快速成型技術(shù)還存在一定的局限性。

與大多數(shù)長(zhǎng)航時(shí)無(wú)人機(jī)相似，“鬼怪眼”也采用了超大展弦比的上單翼，翼展達(dá)到45.72米。與眾不同的是，“鬼怪眼”的奇特外形令人過(guò)目難忘。它的機(jī)身仿佛一枚碩大的雞蛋，后部采用尾撐結(jié)構(gòu)，機(jī)長(zhǎng)為16.15米。全復(fù)合材料制造的橢圓形結(jié)構(gòu)提供了足夠的空間，可以容納兩個(gè)直徑2.44米的球形燃料箱。燃料箱采用鋁和泡沫隔熱材料制成，總共可以攜帶840千克液氫燃料。

與常規(guī)燃料相比，同等質(zhì)量的液氫可以產(chǎn)生3倍的能量，意味著發(fā)動(dòng)機(jī)只需消耗較少的液氫就可以獲得更大的功率。因此，對(duì)于重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)續(xù)航能力的“鬼怪眼”來(lái)說(shuō)，液氫燃料應(yīng)該是一個(gè)非常理想的選擇。此外，液氫的燃燒產(chǎn)物只有水，不會(huì)對(duì)大氣層造成污染。

“鬼怪眼”推進(jìn)系統(tǒng)由兩臺(tái)4缸活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪增壓器和發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)組成。經(jīng)過(guò)大幅度改裝的發(fā)動(dòng)機(jī)，以液氫為燃料，利用改裝的三級(jí)渦輪增壓器，可以在非常高的高空和較低大氣壓力下穩(wěn)定工作。每臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為149馬力，通過(guò)大傳動(dòng)比的單級(jí)減速器，驅(qū)動(dòng)直徑4.8米的4葉螺旋槳。

“鬼怪眼”驗(yàn)證機(jī)的推進(jìn)系統(tǒng)具有超乎尋常的燃油經(jīng)濟(jì)性和強(qiáng)大的續(xù)航力，可以較好地滿足不同用戶對(duì)于超長(zhǎng)航時(shí)ISR任務(wù)的潛在需求。按照鬼怪工廠總經(jīng)理達(dá)里爾·戴維斯的說(shuō)法，“鬼怪眼”項(xiàng)目的目標(biāo)是在沒(méi)有全球基地或全球后勤保障鏈的情況下，在預(yù)定空域?qū)崿F(xiàn)持續(xù)存在，如果該機(jī)能夠達(dá)到設(shè)計(jì)續(xù)航能力，3～4架無(wú)人機(jī)就可以提供365天、每天24小時(shí)的無(wú)縫覆蓋。

鬼怪工廠在這個(gè)驗(yàn)證項(xiàng)目中遇到的最大挑戰(zhàn)是推進(jìn)系統(tǒng)能否安全可靠地工作，為此采用了多余度的飛行器管理系統(tǒng)來(lái)控制較為復(fù)雜的燃料輸送子系統(tǒng)。例如，在起飛階段，液氫需要借助發(fā)動(dòng)機(jī)和渦輪增壓器排出的熱燃?xì)忸A(yù)先實(shí)現(xiàn)汽化，然后再噴射到發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸內(nèi)。

研制過(guò)程中，鬼怪工廠還解決了活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)使用液氫燃料時(shí)可能遇到的高空電弧放電等一系列問(wèn)題，避免了液氫發(fā)生預(yù)爆燃和回火等現(xiàn)象，從而確保了推進(jìn)系統(tǒng)安全、穩(wěn)定地工作。

“鬼怪眼”的起降方式也獨(dú)具特色。它承襲了“禿鷹”無(wú)人機(jī)的滑車起飛方式，借助一個(gè)起落架車從普通跑道上滑行，達(dá)到起飛速度后離地升空，將起落架車留在跑道上。降落時(shí)，“鬼怪眼”借助一個(gè)輕型前起落架和一對(duì)滑橇著陸。

遺憾的是，在首次飛行的著陸過(guò)程中，該機(jī)的前機(jī)輪陷入湖床，導(dǎo)致機(jī)身結(jié)構(gòu)出現(xiàn)輕微損壞。面對(duì)突如其來(lái)的意外，研制人員正在對(duì)損毀情況進(jìn)行評(píng)估，并正在采取有效措施，盡快實(shí)施下一階段更高難度的試飛。

目前，鬼怪工廠已經(jīng)著手研制更大尺寸的HALE無(wú)人機(jī)，翼展將達(dá)到76.13米，液氫燃料箱的直徑增大到3.04米，可以在攜帶907千克任務(wù)載荷，在高空持續(xù)飛行10天以上。波音公司表示，如果根據(jù)任務(wù)需要相應(yīng)減少任務(wù)載荷，該機(jī)的續(xù)航時(shí)間可以達(dá)到20天。