燕鷗無人機

燕鷗無人機項目希望開發一種垂直起降的固定翼無人機，它將在機鼻處裝備兩個對轉螺旋槳，用來抬升飛機，使其進入平飛狀態，降落時其實仍然垂直降落。

美海軍和DARPA希望“燕鷗”能把無人飛行系統帶入未來科技。海軍研究所和DARPA在“燕鷗”項目的緊密合作共同推進項目進展，其旨在製造出結合軍艦甲板起降能力、高速飛行能力和靈活的自動化控制系統新一級無人機。如果項目成功，它將為海軍的小型甲板武器系統和海軍陸戰隊的航空遠程打擊行動開啟一個嶄新的未來。

該項目還在研發數個派生項目：一種稱為SideArm的起重機系統，它可以在戰艦、卡車以及其他固定的地面設施發射和回收無人機系統；還有TALONS，它可以使戰艦在其後部500至1500英尺的高度拖曳一個情報監視偵察系統。

簡介

燕鷗無人機是指將是能在任何地方降落的“捕食者”。

諾思羅普-格魯曼公司揭曉了一款飛翼立式起落無人機，宣稱它不需要跑道，因為它用尾部就能降落。

該設計包含在諾思羅普公司針對國防部高級研究項目局的“燕鷗”項目提出的建議方案中。

據《飛行全球》雜誌報導，諾思羅普公司負責研究、技術和高級設計的副總裁克里斯·埃爾南德斯說，國防部高級研究項目局計畫在明年1月招標建造並從駁船或退役海軍艦艇上試飛一架全尺寸原型機。

諾思羅普沒有公布其“燕鷗”概念圖片或手繪圖，但在12月11日邀請記者參觀時展出了這款飛機的模型。

埃爾南德斯表示，諾思羅普公司的立式起落無人機設計包括一套大型反轉螺旋槳，它覆蓋了9.14米翼展的約三分之二。它的機翼下方外掛武器和感測器作為儲備。

國防部高級研究項目局的項目負責人丹尼爾·帕特說：“卓有成效的21世紀戰爭要求能夠全天候進行機載情報、監視和偵察（ISR）並打擊任何地點的移動目標。但當前技術有局限性。直升機的飛行距離和續航時間相對有限。無論是有人還是無人駕駛的固定翼飛機能飛得更遠、更久，但需要有航母或者跑道在1英里（約合1.6公里）以上的大型陸上基地。‘燕鷗’構想以較小的船舶作為中高空長航時無人機的機動發射與資源回收筒點。燕鷗這種海鳥以飛行耐力強著稱——很多品種的燕鷗每年遷徙行程達數千英里，‘燕鷗’項目的目的是讓國防部更方便、更快捷、花費更少地在世界上幾乎任何地方部署持久的ISR和打擊能力。”

國防部高級研究項目局想要的無人飛行器必須能從飛彈驅逐艦級別或更小的艦船上起飛，並能攜帶272千克的載荷達到1670千米的作戰半徑。

它還必須能夠在5級海況（即海浪高度2.5米至4米）下在顛簸的甲板上垂直起降。

歷史

2015年12月24日，美國國防部先進研究項目局（DARPA）和美國海軍研究辦公室（ONR）宣布，將價值價值9 310萬美元的“戰術拓展偵察節點”（TERN）計畫的第三階段契約正式授予諾格公司，由航空航天系統分部負責設計、製造和測試一架全尺寸無人駕駛原型機，旨在驗證這種全新設計的垂直起降（VTOL）飛行器具備在“阿利·伯克”級驅逐艦或瀕海戰鬥艦等小型艦船上自由起降的能力。

從裝備發展來看，DARPA和美國海軍正在通過概念定義、技術成熟和系統驗證等三個階段，致力於打造出一種“捕食者”級別的中空長航時艦載無人機，嘗試將現役小型軍艦變身為無人機航母，從而極大地拓展美國海軍的空中偵察與打擊能力。如果研製工作順利，最終投入生產的無人機將陸續裝備到美國海軍的各種軍艦上，承擔起情報、監視和偵察（ISR）任務，並可以對敵方小型目標實施有效打擊。

美國海軍曾經研製XFV-12A垂直起降超音速艦載戰鬥機，最後以失敗告終垂直起降成為夢想

長期以來，美國海軍一直渴望將垂直起降飛機部署到更多的軍艦上，然而複雜的關鍵技術和高昂的採購成本一直成為這種作戰平台無法研製成功的“攔路虎”。從第二次世界大戰結束到冷戰時期，美國海軍先後嘗試過多種垂直起降技術，但大都半途而廢。

20世紀50年代初，美國海軍曾經雄心勃勃地認為，可以在貨船上配備一種立式垂直起降戰鬥機執行護航任務，並選擇康維爾公司和洛克希德公司分別製造了XFY-1和XFV-1垂直起降原型機。然而，試飛結果表明，推進裝置和控制系統在技術上都不夠成熟，甚至近乎於危險，最終不得不放棄。其後20年間，美國海軍還提出了V/STOL-A和V/STOL-B的構想，甚至還貿然研製過XFV-12A超音速垂直起降艦載戰鬥機，最後都無果而終。

在此期間，美國海軍曾經在60 年代研製出遙控的QH-50無人反潛直升機（DASH），並將其部署在驅逐艦上，但是性能無法達到預期。1970年，美國海軍無奈取消了無人機隊的部署計畫。80年代，美國海軍仍然沒有放棄讓高性能作戰飛機從小型軍艦的甲板上自由起降的夢想，但是經過數十年間摸索和努力，意識到當前技術的局限性，只好將垂直起降的一部分能力賦予了艦載直升機。

時光跨入21世紀，無人駕駛技術的逐步成熟促使美國海軍再一次審視昔日的垂直起降飛機想法。當無人直升機再次成為美國軍艦上的一員時，時間已經過去了30年，而這次的主角是諾格公司的MQ-8B“火力偵察兵”戰術無人機系統。然而，隨著海上作戰需求的不斷變化，MQ-8B逐漸暴露出在總體尺寸方面的不足，促使諾格公司通過工程改進途徑發展出MQ-8C無人直升機，以滿足美國海軍對於海基中程監視平台的迫切需求。新一代“火力偵察兵”極大地增加了作戰半徑和續航時間，執行任務時間達到原有的3倍，而且可以搭載更多的任務載荷，具有更強的情報蒐集能力。

儘管如此，當前的各項技術依舊存在著諸多局限，無法滿足美國海軍在任何時間、任何地點實施機載ISR和空中打擊移動目標的作戰需求。比如，直升機存在著相對有限的飛行距離和續航時間，固定翼飛機和無人機可以飛得更遠和在空中持續飛行更長時間，但是需要依賴於航空母艦或陸上基地。建立這些基地或部署航空母艦需要具有實力的財政、外交和安全等承諾，無法與實施快速反應協調一致。

MQ-8C 原型機在“傑森·杜漢姆”號飛彈驅逐艦上降落研製計畫正式啟動

為了應對這些挑戰和擴大美國國防部的作戰選項，DARPA的科學家們開始拓寬思路，積極探索一些創新設計，嘗試為美國海軍發展出一種類似“捕食者”的中空長航時偵察與打擊平台。這項計畫的目的是將無人機在海上甲板和陸上基地上作戰使用的優勢有效地結合起來，構想採用較小的艦船作為中空長航時固定翼無人機實現起飛和降落的機動平台，為國防部提供可以在世界上任何一處海面上更容易部署和更快速地實施ISR和打擊的能力。

在這樣一種需求背景下，一項稱之為“戰術拓展偵察節點”的預研計畫正式浮出水面。儘管譯名頗有些拗口，但是DARPA在命名這項計畫時也頗費思量，意在將英文縮寫TERN與每年長途遷徙數千英里的“燕鷗”（Tern）的名稱有機聯繫起來，從而更加直觀地反映出艦載長航時無人機的特點。

2013年3月20日，DARPA在位於維吉尼亞州阿靈頓會議中心專門舉辦了一次提案者見面會，以進一步確定“燕鷗”計畫的技術目標和了解潛在的參與者。針對未來的作戰需求，DARPA尋求設計、研製和驗證一種中空長航時無人機及其相關自主發射和回收系統的各種方案。其中，無人機必須能攜帶272千克載荷，作戰半徑要達到1 110~1 660千米，而發射和回收系統必須適合於瀕海戰鬥艦一類的軍艦和其它水面作戰艦船。

卡特航空技術公司打算在SR/C 旋翼機的基礎上發展一種無人機方案

對此，DARPA負責此項計畫的經理丹尼爾·帕特表示，世界上大約98%的陸地區域處在距離海岸線1 700千米範圍內，小型艦船如果具備起降中空長航時無人機的能力，不僅將極大的拓展態勢感知能力，甚至還可以快速、靈活地在打擊陸地或水面上等熱點區域的目標。可見，“燕鷗”計畫如果能如期發展出一種可在多種艦船甲板上使用的艦載固定翼無人機，必將對未來的海上航空力量產生革命性影響。

根據安排，DARPA將分三個階段實施“燕鷗”計畫，預計在40個月時間內推出一架全尺寸原型機，最終完成艦上自主起飛和降落的驗證試飛。在此期間，這項計畫面臨的主要技術挑戰包括：為飛行器研製一種可靠的起降技術，即使在波濤洶湧的海面上，仍然可以實現較大的無人機在較小的軍艦上起降；設計一種飛行器，在航程、續航時間和有效載荷方面都與當前的陸基無人機相當，同時還可以滿足海洋環境的使用要求；必須實現系統的緊湊設計，以適合於艦上的有限空間。

2013年10月，DARPA分別授予了諾格公司、極光飛行科學公司、航空環境公司、卡特航空技術公司和海事套用物理公司等5家承包商價值220~280萬美元的研究契約，用於發展各自的“燕鷗”概念。其中，極光飛行科學公司考慮在軍艦上加裝一種“側臂”裝置，捕獲類似於“捕食者”的無人機；卡特航空技術公司則在SR/C旋翼機的基礎上，著手發展一種無人駕駛飛行器概念。

DARPA在“燕鷗”計畫初期公布的概念圖設計方案脫穎而出

“燕鷗”計畫剛一推出就立即引起了美國海軍的濃厚興趣。在此之前，ONR曾經資助AEROVEL公司發展了一種“彈性旋翼”（Flexrotor）遠程無人機，可以像直升機一樣垂直起飛與降落，但當時的技術尚不成熟，距離實用還存在一定距離。為了進一步推動海基遠程無人機的相關研製工作，美國海軍將目光轉向了尚處於概念定義階段的“燕鷗”計畫。

2014年6月12日，ONR與DARPA簽署了聯合研製“燕鷗”計畫的備忘錄，共同承擔“燕鷗”原型機的研製和測試資金，旨在探索可以在各型軍艦上廣泛使用的艦載中空長航時無人機關鍵技術，以便儘快發展出一種滿足性能要求的原型機。對此，帕特表示，DARPA與美國海軍簽署協定是達成一系列目標的最適當途徑，在理想情況下，與ONR之間的合作模式可擴展到其它DARPA計畫和其它軍種，有助於為軍方用戶提供突破性的作戰能力。

◎ 極光飛行科學公司的方案是在無人機背部設計一種可伸縮的裝置，通過“側臂”實現回收

三個月後，DARPA在9月22日和24日分別將價值1 900萬美元的第二階段契約授予諾格公司和航空環境公司，用於技術成熟和風險降低方面的研究。從第二階段的設計方案來看，諾格公司當時已經提出了一個尾座式起降與水平飛行的組合構型方案，在保證氣動效率和穩定性的前提下，通過增大機翼上反角和減小尾翼下反角，設計出一種近似X翼面的布局，再藉助機翼中部延伸出的長支撐和尾翼翼尖安裝的短支撐，形成一種四平八穩的支撐構型，初步解決了在有限空間的甲板上起降的問題。

諾格公司推出這一方案後，立即獲得了DARPA和ONR的青睞。於是，DARPA在2015年9月22日就提前告知航空環境公司，其提交的設計方案已經落選。但DARPA並未立即宣布諾格公司已經贏得了“燕鷗”計畫的第三階段契約，而是提出了更多的修改建議，要求諾格公司在初步方案的基礎上進一步最佳化構型設計，以便獲得更好的總體性能。

諾格公司在第二階段提出的尾座式“燕鷗”方案與最終構型完全不同

2015年12月11日，諾格公司在加利福尼亞州的帕姆代爾舉行了一個預研項目發布會，不僅透露了第六代戰鬥機的全新設計概念，重點強調了使用雷射武器摧毀目標的能力，同時還展示了“燕鷗”無人機的縮比模型，令到場的記者們聯想起上世紀50年代曾經曇花一現的XFY-1驗證機。

早在1950年，美國海軍基於二戰期間的經驗和教訓，發起了一種輕小型垂直起降戰鬥機的設計競爭，希望設計一種尾部支架或者垂直升力器，這樣就不再需要跑道，可以直接在貨船上起飛和降落。在這一背景下，護航戰鬥機計畫誕生了。經過初步評估，美國海軍決定由康維爾公司和洛克希德公司分別製造兩架原型機，以驗證尾座式垂直起降技術是否切實可行。但是，試飛結果表明這種垂直起降戰鬥機存在較大的風險，最終停止了研製和試飛。儘管如此，XFY-1原型機的設計理念得以傳承，在時隔近70年後再次吸引了今天的設計師，有可能夢想成真。

1955 年，試飛員駕駛XFY-1 原型機降落。無人機則省去人員安全問題總體構型初露端倪

從MQ-8B、MQ-8C到X-47B驗證機，諾格公司先後為美國海軍水面戰艦研製了不同類型的無人機，已經成為艦載無人機領域的“領頭羊”。從最新公開的想像圖來看，“燕鷗”無人機更是大膽創新，首次將飛翼與尾翼融為一體，構成一種

“十字”型尾座，突破了最初方案中氣動性能方面的限制。首先，諾格公司充分利用了自身積累的豐富經驗，在設計方案中採用了大展弦比飛翼構型，翼展大約12.2米。這種布局可以順其自然地充分利用空氣動力，從而實現氣動性能和隱身性能的最佳最佳化，是一個非常接近於完善設計的形狀。而且，飛翼布局不僅可以明顯降低飛行阻力，在內部燃油量一定的條件下，能大大增加飛機的航程，而且省去了相關的結構材料和操縱機構，使結構重量顯著減輕。

這種飛翼採用了中等後掠角的前緣，在後緣設計有超大面積的副翼和襟翼，不僅有效保證了基本的飛行控制能力，更重要的是在飛行模式轉換時可以產生更大的操縱力矩，安全、高效地實現姿態過渡。同時，兩個垂尾的後緣也設計有舵面，有助於更好地控制橫向穩定性。

目前，“彈性旋翼”（Flexrotor）無人機已經實現了固定翼無人機在小型民用船隻上的垂直起飛與降落

其次，諾格公司為“燕鷗”選擇了垂直起降方式，以滿足小型軍艦的作戰使用要求。它的機頭裝有大型對轉螺旋槳，在垂直起飛和降落時提供升力，在水平飛行時提供拉力。這樣，該機可以像直升機一樣垂直起飛，然後過渡到水平飛行，再轉換到直升機模式，緩慢降落在軍艦甲板上。從圖中比例來看，螺旋槳的直徑幾乎達到了翼展的一半，估計超過6米。

仔細觀察可以發現，“燕鷗”只在飛翼右側前緣靠近螺旋槳槳彀的位置設計了一個進氣道，通過位置和尺寸來判斷，應該採用了一台渦槳發動機，但具體型號尚未確定。據諾格公司介紹，通用電氣航空動力將為原型機提供優異的推進系統技術。

至關重要的是，“燕鷗”採用了全新設計的尾座式支撐方式。具體來看，該方案在飛翼後部的上、下表面分別設計了一個垂尾，形成了十字構型，通過在上下垂尾翼尖處及飛翼左右後緣的2/3翼展位置分別設計一個機輪，從而構成了一個四點式起落架。

作為一架技術原型機，“燕鷗”採用了不可收放式機輪，在水平飛行時難免產生氣動阻力，勢必會影響到續航性能。因此，該型無人機如果能投入生產，應該會進一步最佳化起落裝置。

按照DARPA提出的設計要求，“燕鷗”必須在驅逐艦或更小的艦船上實現起降，同時，美國海軍還要求無人機系統可以在最低的軍艦改裝要求下投入使用。毫無疑問，“燕鷗”的龐大翼展在狹小的軍艦內部幾乎無容身之地，因此諾格公司在它的2/3翼展處設計了機翼摺疊裝置，儘可能適應艦上的有限空間。

2009 年底，英國國防部公布的一種新穎無人機概念或許對諾格公司有所啟發研製試飛尚需時日

根據契約條款，諾格公司領導的研製團隊還將自行投入3 900萬美元資金，使第三階段總經費達到1.32億美元。目前，憑藉著日益精密的感測器和計算機，固定翼無人機實現垂直起降是並非難事。從研製工作來看，“燕鷗”計畫能否獲得成功取決於垂直起降模式於水平飛行模式之間的順利過渡和可靠轉換。

據諾格公司的研究、技術和先進設計部門的副總裁克里斯·埃爾南德斯介紹，研製人員針對降落已經完成了指引、導航和控制等方面的多項仿真工作。從水平飛行模式轉換為垂直降落模式時，“燕鷗”將增大攻角並上仰，從而允許螺旋槳產生的拉力可以控制垂直降落的速度。從今年1月開始，諾格公司的研製團隊將著手“燕鷗”方案的風洞試驗，以獲得第一手的工程數據，以驗證此前有關這種設計概念的分析工作。

按照第三階段契約，諾格公司領導的研製團隊將製造完成一架“燕鷗”全尺寸原型機，用於技術驗證和性能測試。如果地面試驗獲得成功，2017年11月前,諾格公司將利用停泊於太平洋的一艘駁船或退役軍艦上驗證這種戰術無人機是否達到了預期設計性能。

具備突破技術能力的多用途艦載無人機一旦問世，將極大提高各型軍艦的感知、傳送和連通能力，為大洋上的艦隊指揮官提供實時的情報信息。特別值得注意的是，諾格公司在展出的縮比模型中，突出顯示了機翼下部外掛點上將攜帶最新型的“聯合空對地飛彈”（JAGM），凸顯出其具有一定的精確打擊能力，將在定點清除目標時顯示威力。

意義

美國高級計畫研究局近日宣布新啟動“戰術利用偵察節點項目”，或稱之為“燕歐”項目，構想利用較小型的艦艇作為中空長航時固定翼無人機的機動發射與回收平台。按照計畫，下一代無人機將能夠在小型水面戰艦上起降，從而拓展美軍無人機的作戰範圍，使之能夠觸及更加遙遠的戰場。

“燕歐”項目難度大

美國高級計畫研究局近日宣布新啟動“戰術利用偵察節點項目”，或稱之為“燕歐”項目，構想利用較小型的艦艇作為中空長航時固定翼無人機的機動發射與回收平台。這種平台將用來運載非武裝間諜無人機和用於執行“打擊”任務的無人機。

“燕鷗”是對美國海軍對其一個重要無人機開發項目的補充。美國海軍希望配備有飛彈與先進間諜設備的無人機，能夠在全尺寸航母上起降，這是航空史上難度最大的動作之一。美國海軍目前正利用一架寬62.1英尺的蝠翼形X-47B無人機進行試驗，預計在今年5月首次在航母甲板上起飛X-47B無人機。

“燕鷗”項目的一個具體要求是：尚未完成設計的“燕歐”無人機必須能夠攜帶重達600磅的感測器和武器系統，從起飛艦艇開始飛行600至900英里。這使“燕歐”無人機處於美國空軍的“捕食者”與“收割者”無人機處於同一級別——美國空軍的這兩種無人機都能夠持續攜帶攝像機、飛彈以及衛星通訊設備，飛行12個小時或更長的時間。

在美國高級計畫研究局的概念構想中，描繪了一架類似“捕食者”的無人機，從“伯克”級驅逐艦上起飛——這款艦艇是美國海軍的主力戰艦，較瀕海戰鬥艦重三倍，但飛行甲板相對較小。這無疑給“燕歐”無人機項目帶來諸多挑戰，其中包括開發可靠的發射與回收技術，使大型飛機得以從體積較小的艦艇上起飛；設計一款航程、續航能力、有效荷載均可比擬陸基無人機的艦載無人機；確保整個系統能夠以最小程度的艦艇改造，並確保無人機行動與維護人員需求最低；確保新型無人機可適應艦上有限的空間。美國高級計畫研究局計畫分三個階段推出“燕歐”無人機，耗時近40個月時間，推出全尺寸發射與回收驗證機。

全部軍艦變成無人機平台

“燕歐”將成為美國海軍無人機的重大飛躍。目前美國海軍能夠從驅逐艦和其他艦艇上起飛10英尺寬的“掃描鷹”無人機，能夠從瀕海戰鬥艦上起飛“火力偵察兵”無人直升機。除研發X-47B原型機以及其航母艦載衍生型無人機之外，美國還在研發陸基非武裝巡邏“廣域海上監視（BAMS）”無人機，該款無人機以美國空軍的“全球鷹”無人機為研發基礎，而“全球鷹”無人機的體積與波音737相近。從理論上講，“廣域海上監視”無人機能夠藉助美國多數水面戰艦起飛——美國海軍列裝有122艘水面戰艦——但這種無人機在航程、速度和載荷方面欠佳。因此，美國缺少一種中等重量無人機：一款占用甲板空間小，並可在多種水面艦艇上起降的速度快、航程遠的武裝無人機。

據美國高級計畫研究局稱，研發可靠發射與回收技術，是“燕歐”無人機項目面臨的一個重要技術障礙。瀕海戰鬥艦和驅逐艦沒有可供無人機從長跑道上起飛所需的甲板空間，因此它們依靠藉助飛機彈射器起飛的“掃描鷹”無人機和垂直起飛的無人直升機。上世紀80年代和90年代初，美國海軍4艘二戰時期的戰列艦配備有“先鋒”無人機——體積約為“掃描鷹”無人機的兩倍——這些無人機藉助捆綁式助推器發射升空。

“先鋒者”無人機藉助一道懸網著艦，“掃描鷹”無人機則藉助懸空線著艦，而“火力偵察兵”無人直升機則垂直著艦。與舊式無人機相比，高性能、固定翼無人機需要更強大的推動力，著艦難度更大。

值得注意的是，上世紀90年代，美國直升機製造商貝爾公司設計了一款小型“鷹眼”傾轉旋翼無人機——這款無人機類似同為該公司的V-22“魚鷹”式傾轉旋翼機——可像直升機一樣起飛和降落，但受益於其發動機短艙，這款無人機能夠像飛機一樣巡航飛行。不過，“鷹眼”無人機從未找到買家，最終被廢棄。“燕歐”無人機項目很可能會令“鷹眼”無人機項目復甦。

如果“燕歐”無人機獲得成功，美國高級計畫研究局將做好擴大美國海軍無人機的規模，很可能會把幾乎所有軍艦轉變成移動無人機基地。