洪森濤+楊國松

摘 要： 介紹了傳感器無人機(jī)的項(xiàng)目背景、技術(shù)特點(diǎn)，并梳理了技術(shù)發(fā)展的脈絡(luò)，初步分析了美國空軍實(shí)驗(yàn)室在項(xiàng)目技術(shù)管理上采取的策略，以供無人機(jī)研發(fā)人員和技術(shù)管理者借鑒。SensorCraft的發(fā)展歷程和發(fā)展策略對(duì)無人機(jī)領(lǐng)域的后來者有著極為重要的借鑒意義。

關(guān)鍵詞： 傳感器無人機(jī)； 共形天線； 技術(shù)進(jìn)展； 項(xiàng)目技術(shù)管理

中圖分類號(hào)： TN964?34 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1004?373X（2014）18?0091?03

Consideration for technology progress and development strategies of sensor UAV

HONG Sen?tao， YANG Guo?song

（No. 27 Research Institute of CETC， Zhengzhou 450015， China）

Abstract：The project background and technology characteristics of sensor UAV are introduced in this paper. Technology progress about sensor UAVs is summarized. The strategies adopted by Air Force Research Laboratory （AFRL） in project technology management are analyzed briefly， so as to provide a reference for UAV developers and technology administrators.

Keyword： sensor UAV； conformal?antenna； technology progress； project technology management

0 項(xiàng)目背景

傳感器無人機(jī)（SensorCraft）是美國空軍實(shí)驗(yàn)室（AFRL）在2000年左右提出的多項(xiàng)未來作戰(zhàn)能力關(guān)鍵技術(shù)研究中的一個(gè)重點(diǎn)，其目的是開發(fā)一個(gè)高空長航時(shí)（HALE）的空中ISR平臺(tái)，全面取代美軍現(xiàn)役的E?3預(yù)警機(jī)和E?8地面監(jiān)視飛機(jī)，在美軍未來全球感知系統(tǒng)中擔(dān)當(dāng)空中核心的角色。全球感知系統(tǒng)將整個(gè)空、天、地的ISR設(shè)施有機(jī)地集成到一起，技術(shù)架構(gòu)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了信息融合的概念，上升到自動(dòng)集成的水平， 目的是大幅提升整體傳感性能， 識(shí)別偽裝的、隱蔽的和具有欺騙性的目標(biāo)，因此除本身探測能力極為突出之外， SensorCraft還能夠與天基設(shè)施進(jìn)行多點(diǎn)靜態(tài)協(xié)同， 并能從地面?zhèn)鞲衅鳙@取數(shù)據(jù)[1]。

AFRL要求SensorCraft必須能夠?qū)崿F(xiàn)傳感器的360°全向探測；并且要求與現(xiàn)役E?3預(yù)警機(jī)相比，AMTI（對(duì)空移動(dòng)目標(biāo)探測）提升至少30 dB；與現(xiàn)役E?8地面監(jiān)視飛機(jī)相比，GMTI（對(duì)地移動(dòng)目標(biāo)探測）提升[2]至少12 dB。

規(guī)劃中SensorCraft的重點(diǎn)應(yīng)用方向是針對(duì)于時(shí)間敏感性目標(biāo)，執(zhí)行監(jiān)視、偵察和打擊火力的指揮控制。根據(jù)美國空軍2009財(cái)年規(guī)劃，SensorCraft將在2015—2017年間開始裝備，并逐步取代第一代HALE無人空中平臺(tái)——全球鷹（Globe Hawk）

1 技術(shù)特點(diǎn)

在SensorCraft概念中，首次體現(xiàn)了傳感器與無人機(jī)的綜合一體化設(shè)計(jì)思想。其設(shè)計(jì)理念要求突破傳統(tǒng)飛行器設(shè)計(jì)中傳感器的附屬地位，將傳感器性能發(fā)揮作為一種總體設(shè)計(jì)約束，增加到系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)過程中。對(duì)無人機(jī)飛行性能和傳感器性能進(jìn)行系統(tǒng)級(jí)綜合設(shè)計(jì)，將雷達(dá)、天線、數(shù)據(jù)鏈、電子監(jiān)聽裝置等集成為功能性結(jié)構(gòu)組件，通過與飛機(jī)的氣動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)，最終實(shí)現(xiàn)“傳感器即無人機(jī)（Sensor is Craft）”的一體化目的[3]。

與傳統(tǒng)ISR無人機(jī)相比，SensorCraft在初始設(shè)計(jì)階段即與ISR載荷密切交互，可以最大程度消除飛行器平臺(tái)本身對(duì)ISR載荷性能的負(fù)面影響。常規(guī)情況下機(jī)載天線的布置受到安裝方式、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、體積重量等多重約束，尺寸往往限定在一定范圍內(nèi)；在具備良好氣動(dòng)特性的基礎(chǔ)上，SensorCraft大量采用傳感器共形技術(shù)將天線通過與機(jī)翼共形布置在機(jī)翼內(nèi)部，其結(jié)構(gòu)剛度由機(jī)翼保證，其發(fā)射孔徑可以與機(jī)翼面積相當(dāng)，因此可以將天線的功率孔徑積提升至少一個(gè)數(shù)量級(jí)，從而使雷達(dá)的性能得到極大發(fā)揮。

2 發(fā)展歷程

通過搜集近年來SensorCraft的相關(guān)報(bào)道，將其技術(shù)發(fā)展的基本脈絡(luò)歸納，如圖1所示[1，4?5]。

圖1 傳感器無人機(jī)技術(shù)發(fā)展脈絡(luò)圖

縱觀SensorCraft到目前為止技術(shù)發(fā)展的整個(gè)過程，自“靈巧蒙皮結(jié)構(gòu)”的最初技術(shù)探索到“SensorCraft”概念的提出再到項(xiàng)目的正式開展，可以看出四個(gè)明顯的階段劃分：

第一階段為1993—1997年，為共形天線技術(shù)的起步階段。AFRL在此階段對(duì)共形天線技術(shù)的發(fā)展前景和應(yīng)用潛力進(jìn)行了初步的評(píng)估。

第二階段為1997—2000年，為共形天線技術(shù)的應(yīng)用階段。共形天線技術(shù)開始在以“GlobeHawk”和“Predator（捕食者）”為代表的新一代無人機(jī)上得到應(yīng)用。在此基礎(chǔ)上，以傳感器為核心，全面采用共形天線技術(shù)、具備360°全方位探測能力的空中無人預(yù)警探測飛行器概念——“SensorCraft”開始醞釀并逐漸成熟。

第三階段為2000—2004年，為概念可行性研究評(píng)估階段。從2003年的“X波段天線陣列”和2004年的“聯(lián)接翼縮比樣機(jī)”兩個(gè)項(xiàng)目可以看出，AFRL從天線陣列技術(shù)和飛行器平臺(tái)技術(shù)兩個(gè)方面對(duì)傳感器無人機(jī)的可行性進(jìn)行了先期檢驗(yàn)。

第四個(gè)階段為2004年至今，為工程化研制階段。自SensorCraft項(xiàng)目正式發(fā)布后，波音公司和諾斯羅普?格魯曼公司兩大軍工巨頭正式開始介入。波音公司采用聯(lián)接翼布局滿足360°全向探測要求；諾斯羅普?格魯曼公司采用一種能夠從側(cè)面輻射電磁波的雷達(dá)天線技術(shù)—“Endfire”搭配其成熟的飛翼布局來實(shí)現(xiàn)360°全向探測。波音公司和諾斯羅普?格魯曼公司方案基本參數(shù)表（2007年數(shù)據(jù)）見表1。

表1 波音公司和諾斯羅普?格魯曼公司方案基本參數(shù)表（2007年數(shù)據(jù)）

根據(jù)資料顯示，2009年波音公司的聯(lián)接翼布局平臺(tái)完成了4%縮比模型的風(fēng)洞試驗(yàn)，對(duì)其在該項(xiàng)目中所采用的先進(jìn)CFD（計(jì)算流體力學(xué)）技術(shù)進(jìn)行了驗(yàn)證，為后續(xù)平臺(tái)的分析和優(yōu)化提供了依據(jù)。此外，與聯(lián)接翼布局形式相配合的X波段和C波段共形天線陣列蒙皮技術(shù)已基本進(jìn)入工程化研制階段。

2007年，諾斯羅普?格魯曼公司針對(duì)飛翼構(gòu)型所面臨的動(dòng)態(tài)氣動(dòng)彈性穩(wěn)定問題進(jìn)行了12%縮比的飛翼布局模型風(fēng)洞試驗(yàn)。結(jié)果表明，其全新設(shè)計(jì)的異性可使臨界突風(fēng)載荷減小50%，顫振臨界速度提升22%。

2009年AFRL宣布：“Endfire”元件已完成數(shù)種不同結(jié)構(gòu)形式的5×5單元的陣列制造，正在進(jìn)行相關(guān)電性能和結(jié)構(gòu)性能的測試；此外一個(gè)20 ft×20 ft的工程樣件也已進(jìn)入加工階段。等待進(jìn)行更詳細(xì)的工程可行性評(píng)估，并最終確定其作為機(jī)翼組建的可行性。

此外，UHF（甚高頻）、VHF（超高頻）結(jié)構(gòu)一體化共形天線技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入到工程實(shí)驗(yàn)階段。

顯然，兩大主承包商在技術(shù)進(jìn)展方面各有千秋。波音公司方案的傳感器技術(shù)成熟度高，而聯(lián)接翼布局的平臺(tái)進(jìn)展較慢；諾斯羅普?格魯曼公司飛翼布局平臺(tái)相對(duì)成熟，而“Endfire”傳感器技術(shù)則剛剛轉(zhuǎn)入工程化評(píng)估階段。按照美國空軍2009財(cái)年計(jì)劃安排，SensorCraft的正式服役時(shí)間定在2015—2017年之間，從目前看來項(xiàng)目計(jì)劃進(jìn)展順利。

3 發(fā)展策略

從上述SensorCraft發(fā)展歷程的分析中不難看出，AFRL在技術(shù)引導(dǎo)和推進(jìn)過程中盡顯“大膽假設(shè)，小心求證”的指導(dǎo)思想。從“靈巧蒙皮結(jié)構(gòu)”提出共形天線技術(shù)，到天馬行空“傳感器即無人機(jī)”的SensorCraft概念清晰，再到項(xiàng)目的正式展開，既體現(xiàn)了AFRL對(duì)技術(shù)發(fā)展方向的直接引導(dǎo)，又顯示了其對(duì)技術(shù)發(fā)展進(jìn)程的正確把握。此外，在“靈巧蒙皮結(jié)構(gòu)”項(xiàng)目后期和“SensorCraft”項(xiàng)目正式發(fā)布前的兩次技術(shù)評(píng)估，還充分體現(xiàn)了其對(duì)待新技術(shù)的謹(jǐn)慎態(tài)度。從目前傳感器無人機(jī)項(xiàng)目的進(jìn)展來看，這種發(fā)展策略無疑是成功的。

事實(shí)上，這種發(fā)展策略是美軍歷年無人機(jī)項(xiàng)目發(fā)展經(jīng)驗(yàn)的一個(gè)總結(jié)。早期美軍在發(fā)展無人機(jī)系統(tǒng)的過程中頻頻遇到問題，屢屢導(dǎo)致無人計(jì)劃的中途夭折。多年來的近百個(gè)無人機(jī)項(xiàng)目，最終能夠成功交付用戶的屈指可數(shù)。細(xì)究各類無人機(jī)計(jì)劃中出現(xiàn)的問題，主要是由以下幾個(gè)相互關(guān)聯(lián)的因素引起。

首先，計(jì)劃管理者對(duì)技術(shù)難度過于低估，往往在嚴(yán)格的成本要求下提出過高的指標(biāo)要求，最終導(dǎo)致經(jīng)費(fèi)不斷超支，項(xiàng)目終止。管理者往往認(rèn)為無人機(jī)只是低成本器件的簡單集成，與航模遙控飛機(jī)差別不大。但實(shí)際上將發(fā)動(dòng)機(jī)、傳感器、軟件、通信鏈路、數(shù)據(jù)鏈路、航空電子設(shè)備綜合到一個(gè)很小的機(jī)體內(nèi)，同時(shí)保證其成本低于有人戰(zhàn)術(shù)飛機(jī)，這本身就是一個(gè)工程上的巨大挑戰(zhàn)。

其次，無人機(jī)計(jì)劃中存在著嚴(yán)重的“需求蔓延”趨勢。這主要是指從無人機(jī)項(xiàng)目開始研制，用戶便不斷對(duì)系統(tǒng)增加越來越多的要求，直到其在技術(shù)上完全不可行為止。

基于對(duì)第一個(gè)問題的考慮，AFRL在項(xiàng)目中引入了多次評(píng)估機(jī)制，分別在立項(xiàng)前進(jìn)行技術(shù)可行性評(píng)估、項(xiàng)目前期進(jìn)行技術(shù)成熟度評(píng)估、項(xiàng)目中后期安排進(jìn)行用戶操作評(píng)估和軍事效用評(píng)估。顯然多次評(píng)估機(jī)制有效地控制了系統(tǒng)的研制風(fēng)險(xiǎn)，增加了項(xiàng)目的可行性。

基于對(duì)第二個(gè)問題的考慮，AFRL并未對(duì)無人機(jī)系統(tǒng)設(shè)置嚴(yán)格的性能指標(biāo)要求，而只是方向性意見，從而有利于承包商展現(xiàn)各自技術(shù)潛力；并在研制過程中的早期引入實(shí)際用戶對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)估，保證系統(tǒng)性能與最終用戶的需求一致；此外，通過建立系統(tǒng)作戰(zhàn)原理的方式，限制用戶增加新要求的機(jī)會(huì)[6]。從而避免出現(xiàn)“需求蔓延”。

4 結(jié) 語

SensorCraft是美軍未來全球感知系統(tǒng)的重要節(jié)點(diǎn)之一，其發(fā)展方向代表了無人化空中預(yù)警探測技術(shù)的未來。同時(shí)作為美國近年來對(duì)無人機(jī)計(jì)劃進(jìn)展順利的一個(gè)縮影，SensorCraft的發(fā)展歷程和發(fā)展策略對(duì)無人機(jī)領(lǐng)域的后來者有著極為重要的借鑒意義。

參考文獻(xiàn)

[1] Martinez J， Flick P， Perdzock J. An overview of sensorcraft capabilities and key enabling technologies[R]. AIAA?2008?27185，2008.

[2] 阿雯，胡冬冬.傳感無人機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)及其研究進(jìn)展[J].飛航導(dǎo)彈，2010（2）：12?13.

[4] 趙永輝.氣動(dòng)彈性力學(xué)與控制[M].北京：科學(xué)出版社，2007.

[3] 仲峰.飛翼式無人機(jī)總體概念性設(shè)計(jì)與分析[D].南京：南京航空航天大學(xué)，2008.

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[6] 胡問鳴.無人機(jī)系統(tǒng)技術(shù)[M].北京：國防工業(yè)出版社，2009.

第四個(gè)階段為2004年至今，為工程化研制階段。自SensorCraft項(xiàng)目正式發(fā)布后，波音公司和諾斯羅普?格魯曼公司兩大軍工巨頭正式開始介入。波音公司采用聯(lián)接翼布局滿足360°全向探測要求；諾斯羅普?格魯曼公司采用一種能夠從側(cè)面輻射電磁波的雷達(dá)天線技術(shù)—“Endfire”搭配其成熟的飛翼布局來實(shí)現(xiàn)360°全向探測。波音公司和諾斯羅普?格魯曼公司方案基本參數(shù)表（2007年數(shù)據(jù)）見表1。

表1 波音公司和諾斯羅普?格魯曼公司方案基本參數(shù)表（2007年數(shù)據(jù)）

根據(jù)資料顯示，2009年波音公司的聯(lián)接翼布局平臺(tái)完成了4%縮比模型的風(fēng)洞試驗(yàn)，對(duì)其在該項(xiàng)目中所采用的先進(jìn)CFD（計(jì)算流體力學(xué)）技術(shù)進(jìn)行了驗(yàn)證，為后續(xù)平臺(tái)的分析和優(yōu)化提供了依據(jù)。此外，與聯(lián)接翼布局形式相配合的X波段和C波段共形天線陣列蒙皮技術(shù)已基本進(jìn)入工程化研制階段。

2007年，諾斯羅普?格魯曼公司針對(duì)飛翼構(gòu)型所面臨的動(dòng)態(tài)氣動(dòng)彈性穩(wěn)定問題進(jìn)行了12%縮比的飛翼布局模型風(fēng)洞試驗(yàn)。結(jié)果表明，其全新設(shè)計(jì)的異性可使臨界突風(fēng)載荷減小50%，顫振臨界速度提升22%。

2009年AFRL宣布：“Endfire”元件已完成數(shù)種不同結(jié)構(gòu)形式的5×5單元的陣列制造，正在進(jìn)行相關(guān)電性能和結(jié)構(gòu)性能的測試；此外一個(gè)20 ft×20 ft的工程樣件也已進(jìn)入加工階段。等待進(jìn)行更詳細(xì)的工程可行性評(píng)估，并最終確定其作為機(jī)翼組建的可行性。

此外，UHF（甚高頻）、VHF（超高頻）結(jié)構(gòu)一體化共形天線技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入到工程實(shí)驗(yàn)階段。

顯然，兩大主承包商在技術(shù)進(jìn)展方面各有千秋。波音公司方案的傳感器技術(shù)成熟度高，而聯(lián)接翼布局的平臺(tái)進(jìn)展較慢；諾斯羅普?格魯曼公司飛翼布局平臺(tái)相對(duì)成熟，而“Endfire”傳感器技術(shù)則剛剛轉(zhuǎn)入工程化評(píng)估階段。按照美國空軍2009財(cái)年計(jì)劃安排，SensorCraft的正式服役時(shí)間定在2015—2017年之間，從目前看來項(xiàng)目計(jì)劃進(jìn)展順利。

3 發(fā)展策略

從上述SensorCraft發(fā)展歷程的分析中不難看出，AFRL在技術(shù)引導(dǎo)和推進(jìn)過程中盡顯“大膽假設(shè)，小心求證”的指導(dǎo)思想。從“靈巧蒙皮結(jié)構(gòu)”提出共形天線技術(shù)，到天馬行空“傳感器即無人機(jī)”的SensorCraft概念清晰，再到項(xiàng)目的正式展開，既體現(xiàn)了AFRL對(duì)技術(shù)發(fā)展方向的直接引導(dǎo)，又顯示了其對(duì)技術(shù)發(fā)展進(jìn)程的正確把握。此外，在“靈巧蒙皮結(jié)構(gòu)”項(xiàng)目后期和“SensorCraft”項(xiàng)目正式發(fā)布前的兩次技術(shù)評(píng)估，還充分體現(xiàn)了其對(duì)待新技術(shù)的謹(jǐn)慎態(tài)度。從目前傳感器無人機(jī)項(xiàng)目的進(jìn)展來看，這種發(fā)展策略無疑是成功的。

事實(shí)上，這種發(fā)展策略是美軍歷年無人機(jī)項(xiàng)目發(fā)展經(jīng)驗(yàn)的一個(gè)總結(jié)。早期美軍在發(fā)展無人機(jī)系統(tǒng)的過程中頻頻遇到問題，屢屢導(dǎo)致無人計(jì)劃的中途夭折。多年來的近百個(gè)無人機(jī)項(xiàng)目，最終能夠成功交付用戶的屈指可數(shù)。細(xì)究各類無人機(jī)計(jì)劃中出現(xiàn)的問題，主要是由以下幾個(gè)相互關(guān)聯(lián)的因素引起。

首先，計(jì)劃管理者對(duì)技術(shù)難度過于低估，往往在嚴(yán)格的成本要求下提出過高的指標(biāo)要求，最終導(dǎo)致經(jīng)費(fèi)不斷超支，項(xiàng)目終止。管理者往往認(rèn)為無人機(jī)只是低成本器件的簡單集成，與航模遙控飛機(jī)差別不大。但實(shí)際上將發(fā)動(dòng)機(jī)、傳感器、軟件、通信鏈路、數(shù)據(jù)鏈路、航空電子設(shè)備綜合到一個(gè)很小的機(jī)體內(nèi)，同時(shí)保證其成本低于有人戰(zhàn)術(shù)飛機(jī)，這本身就是一個(gè)工程上的巨大挑戰(zhàn)。

其次，無人機(jī)計(jì)劃中存在著嚴(yán)重的“需求蔓延”趨勢。這主要是指從無人機(jī)項(xiàng)目開始研制，用戶便不斷對(duì)系統(tǒng)增加越來越多的要求，直到其在技術(shù)上完全不可行為止。

基于對(duì)第一個(gè)問題的考慮，AFRL在項(xiàng)目中引入了多次評(píng)估機(jī)制，分別在立項(xiàng)前進(jìn)行技術(shù)可行性評(píng)估、項(xiàng)目前期進(jìn)行技術(shù)成熟度評(píng)估、項(xiàng)目中后期安排進(jìn)行用戶操作評(píng)估和軍事效用評(píng)估。顯然多次評(píng)估機(jī)制有效地控制了系統(tǒng)的研制風(fēng)險(xiǎn)，增加了項(xiàng)目的可行性。

基于對(duì)第二個(gè)問題的考慮，AFRL并未對(duì)無人機(jī)系統(tǒng)設(shè)置嚴(yán)格的性能指標(biāo)要求，而只是方向性意見，從而有利于承包商展現(xiàn)各自技術(shù)潛力；并在研制過程中的早期引入實(shí)際用戶對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)估，保證系統(tǒng)性能與最終用戶的需求一致；此外，通過建立系統(tǒng)作戰(zhàn)原理的方式，限制用戶增加新要求的機(jī)會(huì)[6]。從而避免出現(xiàn)“需求蔓延”。

4 結(jié) 語

SensorCraft是美軍未來全球感知系統(tǒng)的重要節(jié)點(diǎn)之一，其發(fā)展方向代表了無人化空中預(yù)警探測技術(shù)的未來。同時(shí)作為美國近年來對(duì)無人機(jī)計(jì)劃進(jìn)展順利的一個(gè)縮影，SensorCraft的發(fā)展歷程和發(fā)展策略對(duì)無人機(jī)領(lǐng)域的后來者有著極為重要的借鑒意義。

參考文獻(xiàn)

[1] Martinez J， Flick P， Perdzock J. An overview of sensorcraft capabilities and key enabling technologies[R]. AIAA?2008?27185，2008.

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[4] 趙永輝.氣動(dòng)彈性力學(xué)與控制[M].北京：科學(xué)出版社，2007.

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[4] 趙永輝.氣動(dòng)彈性力學(xué)與控制[M].北京：科學(xué)出版社，2007.

[5] 李軍，李占科，宋筆鋒.聯(lián)翼高空長航時(shí)無人機(jī)布局設(shè)計(jì)研究[J].飛行力學(xué)，2009，27（4）：1?4.

[6] 胡問鳴.無人機(jī)系統(tǒng)技術(shù)[M].北京：國防工業(yè)出版社，2009.

第四個(gè)階段為2004年至今，為工程化研制階段。自SensorCraft項(xiàng)目正式發(fā)布后，波音公司和諾斯羅普?格魯曼公司兩大軍工巨頭正式開始介入。波音公司采用聯(lián)接翼布局滿足360°全向探測要求；諾斯羅普?格魯曼公司采用一種能夠從側(cè)面輻射電磁波的雷達(dá)天線技術(shù)—“Endfire”搭配其成熟的飛翼布局來實(shí)現(xiàn)360°全向探測。波音公司和諾斯羅普?格魯曼公司方案基本參數(shù)表（2007年數(shù)據(jù)）見表1。

表1 波音公司和諾斯羅普?格魯曼公司方案基本參數(shù)表（2007年數(shù)據(jù)）

根據(jù)資料顯示，2009年波音公司的聯(lián)接翼布局平臺(tái)完成了4%縮比模型的風(fēng)洞試驗(yàn)，對(duì)其在該項(xiàng)目中所采用的先進(jìn)CFD（計(jì)算流體力學(xué)）技術(shù)進(jìn)行了驗(yàn)證，為后續(xù)平臺(tái)的分析和優(yōu)化提供了依據(jù)。此外，與聯(lián)接翼布局形式相配合的X波段和C波段共形天線陣列蒙皮技術(shù)已基本進(jìn)入工程化研制階段。

2007年，諾斯羅普?格魯曼公司針對(duì)飛翼構(gòu)型所面臨的動(dòng)態(tài)氣動(dòng)彈性穩(wěn)定問題進(jìn)行了12%縮比的飛翼布局模型風(fēng)洞試驗(yàn)。結(jié)果表明，其全新設(shè)計(jì)的異性可使臨界突風(fēng)載荷減小50%，顫振臨界速度提升22%。

2009年AFRL宣布：“Endfire”元件已完成數(shù)種不同結(jié)構(gòu)形式的5×5單元的陣列制造，正在進(jìn)行相關(guān)電性能和結(jié)構(gòu)性能的測試；此外一個(gè)20 ft×20 ft的工程樣件也已進(jìn)入加工階段。等待進(jìn)行更詳細(xì)的工程可行性評(píng)估，并最終確定其作為機(jī)翼組建的可行性。

此外，UHF（甚高頻）、VHF（超高頻）結(jié)構(gòu)一體化共形天線技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入到工程實(shí)驗(yàn)階段。

顯然，兩大主承包商在技術(shù)進(jìn)展方面各有千秋。波音公司方案的傳感器技術(shù)成熟度高，而聯(lián)接翼布局的平臺(tái)進(jìn)展較慢；諾斯羅普?格魯曼公司飛翼布局平臺(tái)相對(duì)成熟，而“Endfire”傳感器技術(shù)則剛剛轉(zhuǎn)入工程化評(píng)估階段。按照美國空軍2009財(cái)年計(jì)劃安排，SensorCraft的正式服役時(shí)間定在2015—2017年之間，從目前看來項(xiàng)目計(jì)劃進(jìn)展順利。

3 發(fā)展策略

從上述SensorCraft發(fā)展歷程的分析中不難看出，AFRL在技術(shù)引導(dǎo)和推進(jìn)過程中盡顯“大膽假設(shè)，小心求證”的指導(dǎo)思想。從“靈巧蒙皮結(jié)構(gòu)”提出共形天線技術(shù)，到天馬行空“傳感器即無人機(jī)”的SensorCraft概念清晰，再到項(xiàng)目的正式展開，既體現(xiàn)了AFRL對(duì)技術(shù)發(fā)展方向的直接引導(dǎo)，又顯示了其對(duì)技術(shù)發(fā)展進(jìn)程的正確把握。此外，在“靈巧蒙皮結(jié)構(gòu)”項(xiàng)目后期和“SensorCraft”項(xiàng)目正式發(fā)布前的兩次技術(shù)評(píng)估，還充分體現(xiàn)了其對(duì)待新技術(shù)的謹(jǐn)慎態(tài)度。從目前傳感器無人機(jī)項(xiàng)目的進(jìn)展來看，這種發(fā)展策略無疑是成功的。

事實(shí)上，這種發(fā)展策略是美軍歷年無人機(jī)項(xiàng)目發(fā)展經(jīng)驗(yàn)的一個(gè)總結(jié)。早期美軍在發(fā)展無人機(jī)系統(tǒng)的過程中頻頻遇到問題，屢屢導(dǎo)致無人計(jì)劃的中途夭折。多年來的近百個(gè)無人機(jī)項(xiàng)目，最終能夠成功交付用戶的屈指可數(shù)。細(xì)究各類無人機(jī)計(jì)劃中出現(xiàn)的問題，主要是由以下幾個(gè)相互關(guān)聯(lián)的因素引起。

首先，計(jì)劃管理者對(duì)技術(shù)難度過于低估，往往在嚴(yán)格的成本要求下提出過高的指標(biāo)要求，最終導(dǎo)致經(jīng)費(fèi)不斷超支，項(xiàng)目終止。管理者往往認(rèn)為無人機(jī)只是低成本器件的簡單集成，與航模遙控飛機(jī)差別不大。但實(shí)際上將發(fā)動(dòng)機(jī)、傳感器、軟件、通信鏈路、數(shù)據(jù)鏈路、航空電子設(shè)備綜合到一個(gè)很小的機(jī)體內(nèi)，同時(shí)保證其成本低于有人戰(zhàn)術(shù)飛機(jī)，這本身就是一個(gè)工程上的巨大挑戰(zhàn)。

其次，無人機(jī)計(jì)劃中存在著嚴(yán)重的“需求蔓延”趨勢。這主要是指從無人機(jī)項(xiàng)目開始研制，用戶便不斷對(duì)系統(tǒng)增加越來越多的要求，直到其在技術(shù)上完全不可行為止。

基于對(duì)第一個(gè)問題的考慮，AFRL在項(xiàng)目中引入了多次評(píng)估機(jī)制，分別在立項(xiàng)前進(jìn)行技術(shù)可行性評(píng)估、項(xiàng)目前期進(jìn)行技術(shù)成熟度評(píng)估、項(xiàng)目中后期安排進(jìn)行用戶操作評(píng)估和軍事效用評(píng)估。顯然多次評(píng)估機(jī)制有效地控制了系統(tǒng)的研制風(fēng)險(xiǎn)，增加了項(xiàng)目的可行性。

基于對(duì)第二個(gè)問題的考慮，AFRL并未對(duì)無人機(jī)系統(tǒng)設(shè)置嚴(yán)格的性能指標(biāo)要求，而只是方向性意見，從而有利于承包商展現(xiàn)各自技術(shù)潛力；并在研制過程中的早期引入實(shí)際用戶對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)估，保證系統(tǒng)性能與最終用戶的需求一致；此外，通過建立系統(tǒng)作戰(zhàn)原理的方式，限制用戶增加新要求的機(jī)會(huì)[6]。從而避免出現(xiàn)“需求蔓延”。

4 結(jié) 語

SensorCraft是美軍未來全球感知系統(tǒng)的重要節(jié)點(diǎn)之一，其發(fā)展方向代表了無人化空中預(yù)警探測技術(shù)的未來。同時(shí)作為美國近年來對(duì)無人機(jī)計(jì)劃進(jìn)展順利的一個(gè)縮影，SensorCraft的發(fā)展歷程和發(fā)展策略對(duì)無人機(jī)領(lǐng)域的后來者有著極為重要的借鑒意義。

參考文獻(xiàn)

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